200億公里外,旅行者2號曾拒絕接收人類指令?NASA:有問題!

去年8月,旅行者2號在200億公里外突然失聯!難道這艘深空探測器,真的是被外星人劫持了嗎?事實上,這次失聯,並不是第一次。旅行者2號和地球的聯繫曾經也因爲各種各樣的技術問題發生過斷連。

在如此遠的距離,世界上沒有任何一條通信線路能夠像咱們現在的手機網絡那樣隨時隨地暢通無阻。距離遙遠,通信無力,這艘孤獨的航天器的航行還能持續多久?我們誰能預料到下一次斷聯不是永久?

旅行者2號失聯的背後藏着什麼?

旅行者2號,這艘深空探測器在1977年8月20日,從肯尼迪航天中心起飛,踏上了探索太陽系的漫漫征程。它身上攜帶着各種高科技裝備:能拍照的相機、測量行星磁場的儀器,還有研究宇宙射線的設備。到現在已經飛行了47年。

它的任務不僅是離開太陽系,去探索未知的星際空間,更重要的是,它要給地球帶回最爲寶貴的科學數據,告知我們關於太陽系之外的奧秘。對於這艘飛船而言,地球上的每一次通信,都具有無比重要的意義。

想想看,200億公里外的深空,幾乎沒有任何一種常規的通信方式能夠像我們日常的網絡那樣便捷。因此旅行者2號與地球之間的聯繫,完全依賴於一套叫做“深空網絡”的特殊設備。

這個深空網絡到底有多重要?我們不妨把它想象成一張特殊的無線電信號網,覆蓋全球的天線陣列,分佈在不同的地方:澳大利亞、美國加州和西班牙,三地的天線陣通過精密的協調,確保任何一艘深空探測器,都能夠在任何時間接收到來自地球的指令。

比如,旅行者2號的通信就主要依靠位於堪培拉的DSS43天線。

這根天線可是全球唯一能夠和旅行者2號對話的設備!不過這天線就像一個巨大的碗,直徑70米,整天晃動,追蹤着遙遠外太空的信號。

不過就在2023年7月21日,NASA計劃向旅行者2號發送一系列指令,原本是想通過這組指令調整探測器的行爲。結果卻發生了意外。

在操作過程中,指令竟然導致旅行者2號的天線偏離了2度!偏離了原本精確指向地球的方向。

這個2度的偏差,看似微不足道,可是對於這麼遠距離的通信來說,2度意味着什麼?

意味着信號完全無法接收!沒有了方向性,DSS43天線根本無法對準旅行者2號,這也導致了旅行者2號與地球的失聯。

有人可能會覺得,這2度有那麼嚴重嗎?不就是微調一下就好了嗎?問題在於,這個“微調一下”還真不是這麼簡單的事情。

要知道旅行者2號的天線並不像地球上的通信設備那樣方便靈活。它是根據預定的軌道和方向精確設計的,任何方向的微小偏差,都可能導致信號的丟失。

不過,問題也不是沒有辦法解決。可千萬不要低估幾十年前NASA工程師們的腦子。爲了應對這種情況,旅行者2號早就設有定期重置天線方向的系統。

也就是說,旅行者2號會定期自動調整它的天線,重新對準地球。這次重置計劃在去年的10月15日已經完成了。旅行者2號和地球的聯繫成功恢復。

但這並不意味着可以鬆一口氣了。雖然現在的技術手段很高超,但從長遠來看,旅行者2號的能源也在逐步消耗中,未來它會因爲能源不足,徹底失去與地球的聯繫。

旅行者2號並非首次失聯

其實NASA和全球的天文學家們早就意識到,隨着探測器距離地球越來越遠,出現通信中斷是非常正常的現象。

200億公里的距離,意味着旅行者2號幾乎處於宇宙的邊緣,通信信號的微弱與衰減是無法避免的。

我們常常拿地球與月亮之間的距離來作爲參照,認爲遠的就是“遠”,但是月亮距離地球約38萬公里,而旅行者2號目前與地球的距離已經是月亮的500倍,甚至更多!

再加上太空中沒有空氣,信號傳播的速度也遠不如我們想象中那般迅速,信號衰減更是一個天文數字。

如果回顧一下旅行者2號的歷史,就會發現這並不是它第一次與地球“失聯”。

早在2020年,NASA的堪培拉深空網絡的DSS43天線就因爲設備維護問題停止工作,旅行者2號和地球之間的通信中斷了8個月。

NASA工程師們通過巧妙的技術手段,在設備維護期間,也使旅行者2號依然能夠通過另一種方式與地球保持聯繫。

就像我們手機信號不好的時候,可以通過其他“信號轉發器”來保證通話質量,旅行者2號的通信也有類似的備份。

旅行者2號的天線方向偏移這種失聯其實更爲棘手,因爲這種失聯並不是簡單的設備維護或技術調試能夠解決的問題。

前面我們也提到過,旅行者2號與地球之間的通信並不像我們日常通信那樣方便,它的信號需要穿越近乎無盡的宇宙空間,經過多層大氣、無數的塵埃和微粒的干擾,再經過深空網絡中的巨大天線進行接收,整個過程精密至極。一點點的誤差,都會導致信號的徹底消失。

旅行者2號於1989年飛過海王星之後,便一直朝着更爲遙遠的星際空間飛行而去。這些信號在太空之中的傳播速度,儘管極其快速,但是隨着距離的不斷增加,信號的強度將會迅速地減弱。

當信號從200億公里之外傳回來時,地球上的接收設備幾乎只能接收到極爲微弱的信號。這個信號弱到即使地球的接收天線精確對準,它也可能因爲接收不到而中斷。

這就是爲什麼旅行者2號每失聯一次,我們會說它距離消失更近了的原因。

從某種意義上來說,旅行者2號的失聯,是人類探索宇宙過程中最爲真實的寫照。

人類雖然造出了很多很先進的科技,但是在廣闊無邊的宇宙面前,還是顯得特別渺小。就算我門有這麼強大的技術裝備,也還是沒辦法完全保證,和遙遠的探測器的聯繫不會被幹擾。

旅行者2號的每一次“失聯”,都好像在提醒我們,探索宇宙的道路並不平坦,技術上的突破和人類的努力都無法改變那種未知和無窮無盡的孤獨。

好笑的是,很多網友在知道旅行者2號失聯後,還猜測它是不是被外星人劫持了。雖然失聯的原因並非外星人劫持,但這也讓人不由自主地幻想起來,如果旅行者2號真被外星文明發現了它會怎麼跟我們溝通呢?

旅行者2號的命運

談到旅行者2號的未來,我們不得不面對一個殘酷的現實:這艘爲人類探索宇宙極限的深空探測器,最終將因爲能源耗盡而徹底失去與地球的聯繫。

雖然目前它依然在太空中默默飛行,收集着宇宙中最珍貴的數據,但旅行者2號的電力,正像是砂礫在時間的流沙中悄然消逝。

旅行者2號所憑藉的,是一種叫同位素熱電發生器(RTG)的核能電池,這種電池通過放射性元素鈈-238的衰變來實現發電,以此爲探測器提供能量。

從理論層面來看,這種電池的設計能夠使探測器在不存在太陽光的深太空中持續運作多年不過關鍵之處在於,伴隨時間逐步流逝,鈈的衰變進程會持續降低電力的輸出。

雖然旅行者2號的設計預期是可以維持30年,但如今,它已經遠遠超過了這個年限,且電力已逐漸不足。

從目前的情況來看,NASA科學家們預計,旅行者2號能夠維持通信的時間已經所剩無幾。根據電池衰減的速度,2026年很可能是一個“臨界點”,那時旅行者2號的電力將徹底無法支撐其所有系統的運行,連最基本的通信系統也將停擺。

屆時,旅行者2號將徹底成爲一顆沒有任何聯繫的星際漂流物,靜靜地在宇宙中消失,不再有任何人類的聲音。

儘管旅行者2號好像已經時日不多,但它依然在給人類帶來無比珍貴的信息。它發回來的數據,讓我們第一次真正瞭解了木星、土星、天王星、海王星及其衛星的詳細情況,打開了我們對太陽系外層的認知。這些成就,都是人類第一次用機器人實現的壯舉。

另外,旅行者2號還帶着人類的一張“名片”——一張金唱片,這張金唱片在我的記憶裡還是小時候出現在地理書上。裡面記錄着人類的聲音、音樂和圖像,作爲記載地球文明的“時光膠囊”,向遠方可能存在的文明展示着人類的存在。

雖然金唱片的聲音最終可能會因宇宙的浩瀚與漫長而沉寂,但它的意義,依然不可估量。

至於旅行者2號是否會有一天徹底“失聯”,變成永遠漂流在宇宙中的物體,這個問題其實已經顯而易見了。

它的最終命運可能註定要無聲無息地消失在某個遙遠的星雲或未知的角落。

即便如此,它的價值卻依然無可替代。它不僅僅是人類向外太空擴展的象徵,更是我們的探索精神與無限求知慾的體現。

從1977年發射至今,旅行者2號每一次傳送回來的信息都給我們帶來了新的希望。它告訴我們,儘管宇宙浩渺,但每一次我們伸出探索的手,都會有一個新的發現,等待着我們去揭開。