在宇宙中，有一个人造飞船正在孤独地漂泊着，这就是著名的 旅行者一号 。人类为了探索更加遥远的深空，将旅行者一号与二号从地面上发射，随后旅行者一号便踏上一条远离家乡的不归路。 作为一艘冰冷的无人飞船，它并不会感到孤独，但每个人都能从它的身上感受到一种孤独感，此时的它已经在太空中 飞行超过四十年 了。 旅行者一号 在漫长的飞行中，为了减少能源的消耗，它基本处于 休眠状态 ，只有到达任务地点时，会开启能用的仪器， 检测数据，并将数据传输回地球 。其余时间，这艘速度最快的人类造物，其实与陨石也差不多。 在这几十年的旅行中，它为我们探测了许多著名的行星，为科学家们提供了许多珍贵的数据，并且旅行者一号 于2012年8月，正式进入星际空间 ，利用它身上的检测仪器， 收集到太阳系外的太空环境数据 ，结果却是让人 大失所望 。 神秘的外太空 旅行者一号如何去往星际空间？ 首先进入星际空间并不是一件简单的事情，旅行者用了35年才飞到太阳系的边缘，但是要想逃离太阳系，旅行者一号必须先 加速到第三宇宙速度每秒16.7公里 ，这并不是一件容易的事情。 实际上我们所说的第三宇宙速度，是相对于地球而言的速度，而地球相对太阳，本身就以30公里每秒的速度公转着，所以实际上 旅行者一号的速度相对于太阳要达到46.7公里每秒 才行。 关于发射火箭，很多人应该都知道， 燃料的重量往往占据整个火箭的90% ，剩下的卫星只有5%左右的重量，只有这样才有可能将飞船加速到 11.2公里每秒 的速度，让它拥有足够的速度离开地球引力的束缚。 火箭发射 可是离开地球后，地球上将没有任何物体可以追上飞船，所以当然也无法为飞船补充燃料让它继续加速。而且受限于燃料的重量，飞船的重量必然是能轻则轻，所以 飞船上不会再带有任何燃料 。 那么只有11.2公里每秒的旅行者一号是如何在没有能源的情况下 加速 的呢？其实答案很简单，那就是借助 庞大行星的引力 。 木星与土星的质量是地球的十倍以上，它们的引力也比地球要高出许多，旅行者一号借助星球的引力， 在它们的周边旋转加速 ，顺便近距离收集这些行星的详细数据，最后加速到16.7公里每秒后旅行者一号 就 调整方向，向太阳系外飞去 。 行星通过引力聚集起的环装星盘 本来旅行者一号的目标是探测木星、土星、天王星和海王星的，但是在探测土星时，科学家对于土星的卫星土卫六十分感兴趣，于是更改了它的探测计划， 专门探索了土卫六 。 由于计划的调整，旅行者一号没有继续探索土星之后的两颗行星，并且它的速度已经加到了17.062公里每秒，于是科学家们操控它借助速度， 离开太阳系黄道面 ，并从太阳系的薄弱面 突破太阳的束缚 。 在太阳的磁场下，几乎所有物质都被固定在太阳周边的一个是平面之中，其实就是 天体围绕太阳旋转运动的区域 ，这便是黄道面。离开黄道面的旅行者一号 大幅减少了撞上陨石的可能性 ，而且还能 更快地到达太阳系的边界 。 黄道面概念图 就像地球其实是一个椭圆形的球体一样，太阳系其实也是椭圆形的，因此找对突破的方向，十分重要，方向要是没找好那么将要花费数倍的时间才能离开太阳系的范围。 太阳系的边界 说到太阳系的范围，这就不得不说一下太阳系的边界了，科学家们一直对于太阳系的边界没有一个统一的定义，因此关于 太阳系的边界 ，一共有 三个定义 。 以最遥远的行星 海王星为边界 ，这是在宇宙中划分恒星系的常用标准，在海王星运行轨迹以外的地方，都属于太阳系外，这个范围半径大概有 60个天文单位，大概是8.3光时的距离 。 地球与海王星 所有的恒星系中，都会充斥着恒星散发出来的能量热辐射，这就是我们常说的 太阳风 ，在太阳风的保护下，宇宙外的危险射线都会被过滤掉很大一部分，因此科学家们基本认为 太阳风保护的范围之内，才能算是太阳系内部 ，这个距离比海王星绕远能达到 100个天文单位 ，大概是 13.86光时的距离 。 太阳对宇宙的影响并不是仅限于太阳风保护下的空间。太阳的重力影响范围更加远，在距离太阳10万天文单位的 奥尔特云 ，就被太阳的引力影响而旋转着，组成奥尔特云的都是一些冰微行星，和一些比较轻的水冰、甲烷和氨气等固体挥发物，而 十万天文单位，相当于1.58光年远 。 奥尔特星云 旅行者一号携带的设备 而旅行者一号前往的边界便是第二个边界，现在它距离地球已经有 222.34亿千米 的距离，从2012年8月到现在也 在太阳系外飞行了八、九年之久 ，在这长达44年的旅行中，旅行者一号身上携带的设备已经有许多无法使用的了，现在能用的就只有磁场调查 (MAG)、低能带电粒子研究 (LECP)等五个仪器。 这些仪器主要的功能则是 收集宇宙中射线与物质的成分 。在我们的想象中，宇宙天体之间的空间往往都是寂静且空无一物的。但现实却是，比起空无一物的真空世界，宇宙更像是一个 暗流涌动的海洋 。 宇宙射线 宇宙间 充斥着各种各样的物质 ，天文学家们将这些物质称之为星际介质。虽然用肉眼或者照相机去看的话，我们大概率还是只能看到无尽的黑暗和似乎空洞的空间。但如果使用探测仪器，就能在星际空间中看到密布与空间中的 粒子与辐射场 。 旅行者一号将这些粒子与辐射的数据收集起来，传输回到地球上去，但远在宇宙之外的 数据并不像我们想象中的那么容易传输 。 宇宙辐射 数据的传输过程 在地球表面，我们发送任何信息，都可以使用手机或电脑，动动手指，对方设备就能立刻接受到我们信息。感觉上，现在信息的传输似乎已经能做到瞬间传达，但实际上，即便在地球上，传输的信息仍旧会出现几毫秒的延迟。 人类目前传输的方式就是利用 电磁波和光纤传播 ，这两者的传播速度都是光速，这也是人类目前通讯速度的极限了。因此旅行者一号与我们联系，也要通过 无线电波联系 。 接收无线电波 但是现在已经离我们222.34亿公里远的它，换算过来这个距离已经有20.6光时，也就是 发送的信号必须经过20.6小时后，才能被地球接收到 。 如果只是慢一点，那倒也没什么，重点是超长的星际距离会大幅度削弱旅行者一号发射出来的 电磁波 ，因此我们只能建造一个超大的 电波接收器 ，才能收到它发射的信号。 被削弱后的电波发送到地球后，只能携带 十分少量的信息 ，目前旅行者一号与地球间的联系速度，只有 每秒160bit ，这是什么概念呢，我们常见的数据计算单位是KB，1KB等于1024bit，而在计算机语言中，1bit就相当于一个字节，也就是一个数字。 接受宇宙电波 如果我们以这个速度下载一首3MB的歌，那么我们将耗费13天半的时间才能下完。因此旅行者一号传输的数据基本都是十分精简的，旅行者一号检测完宇宙空间的相关数据，也就 传播回64KB的信息 。 通过这些数据，科学们认为， 目前人类并不具备去太阳系外探索的能力 。 太空中的有害粒子 从旅行者一号进入星际空间开始，它就开始定时地将检测数据传输回去到地球，一开始由于人类接受信号的设备不够强大，甚至还有一段时间无法接受数据，后来升级了设备后，终于 重新与旅行者一号取得联系 。 根据旅行者一号的数据显示，太阳风的边界其实并不如我们想象中的那么明显，即便2012年8月旅行者一号就已经离开科学家们计算出来的太阳风边界，但是 检测数据中发现，系外太空依然充斥着有害粒子 。 宇宙辐射粒子构想图 这意味着在失去太阳风的保护之后，星际空间中的环境将会变得十分恶劣。这些粒子对飞行器的破坏作用并不强，但是长期在粒子的作用下， 飞行器设备的损坏速度将会加速 ，原定在2035年才会报废的旅行者一号很有可能会在恶劣的环境中 提前与人类失去联系 。 旅行者一号可能时日无多 在宇宙间，宇宙射线对人类最常见的破坏就是破坏遗传基因的稳定，导致人癌变几率增加，而且这些宇宙射线 并不能完全依靠防辐射的方式阻挡 。因为一些亚原子粒子实际上是有一些质量的，人类一旦撞上这种高速运转的粒子，就会像被一根原子般大小的针扎中。这会 对人体造成直接的损害 。 这一结果抱有极大期待的科学家们非常失望，因为这意味着人类离开太阳系的宏伟目标显得更加渺茫。 太阳系 目前，科学家们已经开始着手寻找这些有害粒子的 来源 ，分析这些粒子的 属性 ，想办法找到能够防御有害粒子的方法。 多亏了旅行者一号的探测，我们才能对这种恶劣的情况做好准备，将来当我们有能力探索系外空间时，相信这些有害粒子将不再会是一个难题。 结语 但是比起这些已经发现的问题，那些还未发现的问题更加危险，如果我们一厢情愿地以为宇宙中只有空荡荡的世界，而直接一头冲进去，那将会导致悲剧的发生。 所以在真正探索之前，使用各种方法，尽可能地找到 所有潜在的风险 ，然后想办法规避风险，这才是最佳的方案。也就是旅行者一号这样的无人探测机存在的意义，保障人类 安全地去往更远的地方探测宇宙 。 神秘的宇宙总是引人遐想 未来人类要继续发展，就必然只能向宇宙外发展，不然地球上的资源消耗完毕时，我们就只能从地球上窝囊地消失。在发展的过程中，我们也有可能找到除地球以外的生命和文明，届时人类也将 不再孤单 。