随着人类航天技术的发展,有着40年历史的旅行者1号和2号相继进入星际空间,它们已经走过了日地距离的120倍路程,到达了太阳圈的边缘。但这还远远不够,旅行者号提供的数据非常有限,它们为科学家们留下了许多疑问——人类对宇宙的了解仍是沧海一粟。
美国宇航局筹划的下一代航天器——“星际探测者”任务(Interstellar Probe)将更深入地进入距离太阳1000个天文单位(AU)的星际空间,希望能更多地了解太阳圈是如何形成以及是如何演变的。
(译者注:“星际探测者”任务(Interstellar Probe)将是第一艘用于探索附近星际介质及其与太阳系相互作用的航天器。按照美国国家航空航天局的设想,这艘宇宙飞船将由太阳帆推动,在15年内到达200天文单位。“星际探测者”任务将研究太阳与其环境的相互作用,并将测量太阳系周围星际物质的尘埃、中性物质和等离子体的性质和组成。)
但支持者说,没有必要等待新技术的出现,而这项任务的一个助推器的选择可能是美国宇航局的太空发射系统中的一项新技术。
早期任务
小拉尔夫·麦克纳特认为:“这与我们要去哪里无关。这是一段旅程,一段姗姗来迟的旅程。”(译者注:麦克纳特是约翰霍普金斯大学应用物理实验室的物理学家)
正如最近的一项研究所显示的那样,“星际探测者”将利用当前的技术在星际探索的道路上迈出明确的第一步,并可以在科学上、技术上和程序上为未来更雄心勃勃的旅程铺平道路,并完成更多的科学目标。
此外,随着新型超重型运载火箭的研制,尤其是美国宇航局的太空发射系统,这项引人注目的星际探测任务现在可以成为现实。
“我们的团队进行了大量工作,以确保研究尽可能完善且详细,同时也存在‘广泛撒网’的可能性。我们热切期待太阳和空间物理研究小组同事们的研究成果。”麦克纳特说道。
深空探索的先驱者
“星际探测者”是一项长达数十年的任务,目的是到达距离地球数百个天文单位的地方,同时对整个日球层和日鞘(译者注:太阳周围带电粒子气泡的外层)的条件提供新的统一测量。
它将接过先驱者10号、旅行者1号和旅行者2号的接力棒,继续开展宇宙探索。
我们已经拥有了尽可能远、尽可能快地旅行技术:货运太空发射系统可以用来运载航天器以及第三级和第四级火箭助推器。太阳系的运行速度至少是旅行者1号的两倍——高达每年7.2个天文单位,使用太空发射系统应该是可行的。
麦克纳特说:“为了这样的冒险而向外发射探测器已经有近半个世纪的争论。随着40岁的‘旅行者’号的电力供应持续减少,其操作寿命即将结束,进一步的进展需要新的科技支撑。”
*“星际探测者”飞船的外观设计
最远的存在
麦克纳特提出:“自从1972年发射‘先锋10号’以来,人类距离太阳越来越远。从那时起,一直有一个‘最远的存在’在太阳系中向外移动,并向更远的区域移动。在未来十年内的某个时候,旅行者号将会停止飞行。这是一个物理学、工程学和‘冷方程’的问题。”
“所以问题是:这是否也预示着推动知识边界的后退,或者将接力棒移交给这个星球上的其他‘玩家’?”麦克纳特说,“我们创造了后代的历史,我们活着的每一天都通过我们的行动证明这一点。那么,我们凭什么剥夺后代走向星空的下一个台阶呢?为什么是现在或是说为什么不是现在?”
* 先驱者10号探测器的想象图(图片来源:美国国家航空航天局)
保罗·吉尔斯特想象和规划星际探索说道:“我认为星际探测器是一个杰出的概念,这项任务可以让我们在50年内到达1000个天文单位,并给我们一个从外部观察日球层的有利位置。”(译者注:保罗·吉尔斯特是半人马座梦想网站背后的创意驱动力)
“从这个意义上说,它既是一个太阳物理学任务,也是一个对未来探索有意义的太空任务。了解更多关于日球层的信息,反过来也能让我们更多地了解太阳风,以及它与星际条件的相互作用,太阳风是未来帆船的一种可能的推进源。”吉尔斯特说道。
目前,美国国家航空航天局有两艘旅行者号宇宙飞船,日后还会有“新视野号”探测器的加入。
但是,无论是这些任务,还是美国国家航空航天局早期的“先驱者”号宇宙飞船,都不是为了研究太阳系外的空间——即被称为“本地星际介质”的区域而建造的。吉尔斯特说:“星际探测器将是第一个明确为这项任务设计仪器的任务。”
加强版的“旅行者号”?
吉尔斯特说,当他谈到“星际探测者”时,经常听到反对的声音:这只是“旅行者号”的加强版吗?谁愿意为数据等待50年呢?
其实不然。星际探测器是一项全新的任务,它的任务范围远远超出柯伊伯带,50年的目标是行进1000天文单位。
吉尔斯特说:“但关键是‘星际探测者’将全程从事科学研究。在这次飞行任务中,我们将了解到比‘旅行者’号每年能告诉我们的更多的东西,不仅是关于星际介质,还有关于长寿命电子设备、深空通信以及我们的太阳在有保护层的星系中旅行的性质。随着星际探测器在太阳系外和其丰富的柯伊伯带天体的移动,我们也将有大量的研究目标。”
深空探索的先驱者
吉尔斯特设想,“星际探测者”将成为探索更深处太空的先驱,因为人类最终将希望利用未来的技术进入奥尔特彗星云,探索这片广阔而未知的区域。
(科幻世界 独家编译)
最热文章
【榕哥烙科】第537期:进化的速溶咖啡,如何越来越醇?
“瓷韵中秋,科技添彩”——2024年中国科技馆陶瓷主题中秋专场活动
守时大神——空间冷原子钟
《爆款好人》:网红是如何吸引眼球的?
【榕哥烙科】第541期:想要一口好牙,只靠刷牙可不行
中国科学技术馆2024年体验官招募第二期