旅行者号的遭遇表明人类以目前的技术，压根不能离开太阳系
发布时间：2023-01-12 09:43 所属栏目：16 来源：互联网
导读：自航天技术发展以来，人类对天空的探索便不止于地球，仰望银河，人类开始以浩瀚的宇宙作为新的探索目标。地球资源的日益枯竭和能源的消耗，科学家们希望能够在太空中寻求新的机遇和发展，这是一项伟大而又艰巨的任务。 而上世纪美国和苏联作为两个超级大国，
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自航天技术发展以来，人类对天空的探索便不止于地球，仰望银河，人类开始以浩瀚的宇宙作为新的探索目标。地球资源的日益枯竭和能源的消耗，科学家们希望能够在太空中寻求新的机遇和发展，这是一项伟大而又艰巨的任务。 而上世纪美国和苏联作为两个超级大国，在经济、军事、文化上都各不相让，同时意识形态的根本不同，也导致两国之间矛盾频繁。苏联早期和美国的太空竞赛也因航空技术的探索和发展一直没有停歇过。 旅行者号 苏联在太空探索领域长期处于领先地位，随着苏联探测器的发射和登月计划的成功，一直以来都刺激着美国想要在航空领域的得到更大的发展。上世纪60年代晚期到70年代初，美国的阿波罗登月计划的成功，极大的鼓舞了美国在航天事业的信心。新的探测器计划也随之而来，这便是旅行者号。与载人航天的登月任务不同，旅行者号更多的意义是在于勘察和观测，让人类能够更好的观察太阳系。 旅行者号于1977年发射，一共两颗，分别是旅行者1号和旅行者2号，主要的任务计划是探索木星、土星、天王星、海王星。最初计划是“水手计划”里的发射11号和12号飞船，“水手计划”是美国60—70年代航空航天局“NASA”所主导的一项探索外太空的方案，早在旅行者号之前就已经发射了一系列探测器为探索金星、火星、水星。十个水手号探测器中有七个圆满完成任务。 旅行者号的设计和任务有很大程度是因为天体的变化，当时的任务碰上难得一遇的行星排列，飞船可以借助每个行星之间的引力弹弓效应进行加速，只需要少量的燃料就能够修正航道，旅行者号在旅途中就可以一次访问四颗行星，而且旅行者号还有当时设计先进的新引力加速，得益于多方面的效果，旅行者号在消耗的时间里也从预计的30年缩短至12年。 旅行者号发射至今带回来了许多令人惊喜的照片和信息，比如木星卫星的信息，在木星的卫星上发现了火山的活动，在此之前并没有在地球上观测到。除了行星的观测数据外，旅行者1号上携带的两个高能望远镜接收到越来越多的宇宙射线，还有探测器探测到的高能粒子数量也有变化。 太阳粒子的数量下降和宇宙外射线的增多使科学家认为人类派出的首个外太空探测器已在太阳系边缘。飞船上的等离子体波实验验证了日球层顶的存在，旅行者1号探测器的过滤装置捕捉到的宇宙粒子在2012年7月后数量趋于稳定，科学家认为旅行者1号正在飞出太阳层顶，这个消息令人激动的原因在于，这是人造物体首次脱离太阳系。 飞出星系 科学家给旅行者号放置了“核同位素”电池，作为地球目前最强大的动力来源，能够保障旅行者号在几十年的飞行旅途中不会因为动力不足的问题而停滞在太空中。通信上有高增益天线和深空网络，能够保持与地球清晰的沟通，增益天线内置的陀螺仪也能让旅行者号随时朝向地球，更好的进行交流沟通。 旅行者号承载着全人类的希望飞向了更遥远的太空，人们希望主动联系，来寻求新的声音。在旅行者号之前，先驱者10号和11号已经向宇宙深空发送了电报信息。旅行者则更加丰富，旅行者号的两艘飞船上都携带有一张铜质镀金的激光唱片，这张名为“地球之音”的唱片记录着人类文化的结晶，这是旅行者号如此令人备受关注的原因。 唱片通过表面镀金强化了保存功能，金刚石做的的留声机针能够最大程度地保证在数亿年后，唱片依旧能保持崭新的品质能够继续播放。唱片内容非常丰富，有各全球55种人类使用过的语言表达的问候，唱片内还有声乐集锦，除了地球上自然和动物的声音外，还有世界名曲和信息影像，其中包括太阳系的行星信息和人类的信息说明， 庞大的太阳系 目前科学家对太阳系的范围主要以太阳引力影响范围和奥尔特云界限为主，早期人类对太空认识的不足，把太阳系的边界范围局限在了行星之间，随着研究的深入，发现了奥尔特云圈层，在这个圈层里有不少活跃的彗星和太阳系形成之初的初始星云残留物质，包围着太阳系。要真正飞出太阳系，旅行者号还得跨过这个地带。 现在科学家已经发现了柯伊伯带，这个由众多小天体、陨石、彗星组成的范围带，形成了一个庞大的圈层，非常符合对奥尔特云的描述，这之中引力具体来源目前仍不清楚，但柯伊伯带能够在一定程度上保护整个太阳系，不受到外来物质的交换和辐射对冲。 不过以旅行者号目前的状况来看，我们可能等不到旅行者号飞出太阳系的那一天，因为时间实在太长了。 现实思考 旅行者号在完成它的任务后开始了自己的旅途，从发射至今飞行了44年，根据科学家的计算，旅行者号将在2025年与地球失去联系。旅行者的飞行旅途也给人类带来了思考，人类到底能不能飞出太阳系前去寻求新的发展？ 根据旅行者2号传送回来的信息，在前往星际空间时遭遇到了太阳系内的“等离子屏障”，这是太阳活动所散发的等离子形成在太阳系的日球层一带，屏障达到了5万摄氏度的高温，足以融化人类目前所能拥有生产飞行器材的金属材料。 不过对于旅行者2号来说，能够直接接触的粒子非常少，不会导致旅行者2号被高温融化的情况发生，但对于人类来说还是存在太多风险。 旅行者号离开柯伊伯带已经正式前往星际空间，来自宇宙空间更多的宇宙辐射和粒子也开始影响着旅行者1号的旅途，旅行者1号在近几年中的飞行多次与地球失去联系，以旅行者号现在的速度来说，要到达小熊星座得花上3万多年，这对于人类来说简直就是天文数字。 而随着时间的推移，旅行者号身上的电子元件也开始显得力不从心，调姿推进器的老化导致需要多次引导才能释放与之前同样的能量，而这也会增加对能源的消耗，科学家们不得不对旅行者号进行保护性休眠，每隔一段时间唤醒一次旅行者号。 外太空外有害射线的激增和超远距离的行驶，令普通的保护也不足以保护人类在星际飞行中抵挡高能质子的冲击，在旅行者号飞离太阳风层顶还有三次激烈的冲击，冲击产生的原因正是太阳风的压力波和宇宙介质发生作用造成。 而这也让科学家们发现，人类对宇宙的认知还是不够了解，至少如何抵御这些粒子的威胁是很大的问题，让科学家们不得不重新思考人类未来想要在星际间穿梭的方法。 未来设想 旅行者号的旅途漫长且艰辛，各种数据也表明人类以目前的技术，压根无法飞出太阳系。 旅行者号的长途跋涉花费了四十多年的时间，这已经几乎是人类平均年龄的一半，人类飞行员要成年以后通过各种训练才能达到航天飞行的要求，能够寻求最近的技术便是冷冻技术。通过人体冷冻进行休眠，到达目的地后进行复苏，由于中间休眠过程中几乎没有新陈代谢的进行和运动，身体也不会老去。 但就目前的科研水平和实验来看，人类的组织结构和细胞都比较庞大，热传导都有一个较为长的过程，在冷冻和解冻的过程中，细胞容易大面积的死亡，让人不可能复活。 同时，人体的大脑也是复杂的，脑神经的信号传输需要大脑随时保持稳定，如果冷冻后，大脑的活动停止，神经信号之间的传输中断，如何保证唤醒后大脑能继续稳定的工作也是极其复杂的问题，而目前科学家对人体大脑的认知远远不够，人体冷冻的风险太高。截止今天为止，也没有任何实验证据表明人体冷冻行之有效。 在物理学界，爱因斯坦的相对论也让更多人认识到，要穿越星际，极快的速度是必不可少的，如果能达到光速，则让一切星际旅行充满可能。但同时又有一点，越接近光速，所需要的动能也越大。 目前人类的飞行器主要以化学燃料为主，化学燃料在达到一定速度后，要想更快必须要更多的燃料释放更多的动力才行。而在这一过程中又会损失大量的动能，人类很难靠现有的能源技术进行长距离的快速飞行。 在动力源这块，虽然核聚变能够释放巨量的能量来供给能源，但目前的研究仍还在开发阶段，需要大量的实验才可能成功。 现代理论物理在弦理论的发展上，思考着如何通过空间跳跃技术进行远距离的空间传送。弦理论认为宇宙有大量的弦，宇宙的组成最基本单位是一小段能量弦线，任何粒子都在这段弦线里占有一定空间，早期的例子学说也有过类似的点状粒子宇宙空间。 弦理论对空间和多维度可能性的新认知，让科学家有了新思考，如果能够确定弦理论的现实性，那么弦可以作为连接星际空间两点之间的一条线，无数的线条组成空间，便可以形成通道，进行空间迁跃，这样能够最大化缩短旅行间的距离。 就本世纪的科学水平和技术力来说，很多都只是理论，甚至可能永远也无法实现。 结语 旅行者号在经历漫长的旅途中，如同它的名字一般，成为了一个真正的旅行者。而人类想要离开太阳系，这个我们赖以生存的家园恐怕还需要更多的时间。但至少旅行者给我们提供了许多思路和经验，无论是充满宇宙射线的深空；还是太阳屏障所带来的阻碍，人类终将会把这些阻碍化作动力，去完成星际之间的旅途。 也许我们无法达到光速，在本世纪甚至未来几百年也看不见突破性的技术完成宇宙飞行。旅行者号承载着人类的友好信息和希望将会永远带着我们走向宇宙深处，前往下一个地点。 （编辑：ASP站长网） |
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