仍在旅途的旅行者

( “旅行者1号”携带的一张铜制唱片。唱片上录有用55种人类语言录制的问候语和各种音乐、图片等，以备向可能遇到的“外星人”传达人类的问候（摄于1981年） )

“旅行者1号”吸引全世界关注的原因是美国航空航天局（NASA）在2013年9月12日发布的一条新闻：《美国航空航天局的航天器开始它在星际空间的历史性旅程》（NASA Spacecraft Embarks on Historic Journey into Interstellar Space），这条新闻迅速被全世界各大媒体转载，并被冠以一个更加直白和吸引人的标题：《旅行者1号首次冲出太阳系》。

很多人都已经不记得这个离开地球已久的最初被命名为“水手11号”（Mariner 11）的航天器——“旅行者1号”，还有它的孪生兄弟“旅行者2号”，NASA为了探测太阳系的外层区域，制造和发射了这两个航天器。1977年9月5日，“旅行者1号”发射升空，从此离开了地球，带着人类的希望和善意，向愈远愈深的宇宙空间飞去，就在当时两个多星期前的1977年8月20日，“旅行者1号”的孪生兄弟“旅行者2号”，已经带着同样的目的被发射升空（因此“旅行者2号”是目前为人类工作时间最长的航天器）。这两个航天器都飞经了木星和土星，“旅行者2号”还掠过了金星和海王星，虽然距离地球越来越远，却始终保持着和地球的联系，一直守信，至今仍然按时发回探测数据。

2013年9月12日，NASA宣布，旅行者小组确认“旅行者1号”航天器已经经过了日球层顶，并且在2012年8月25日就已经进入了星际空间。就在此时，“旅行者1号”正以每秒钟17公里的速度在星际空间中飞行，离太阳越来越远。

“旅行者1号”进入星际空间对于全人类的意义自然是非同小可，它是目前为止距离地球最远的人造物体，也是第一个进入了星际空间的物体，很多人已经把它进入星际空间的事件和人类的很多其他“第一次”进行类比，而且它至今为止，还在向地球发回在星际空间的探测数据。因为人类对于这一区域的情况毫无经验，无法预测星际空间的情况，它发回数据的科学意义更显得重大。那么，太阳系内部空间与星际空间究竟有什么差别？在地球上的旅行者小组科学家们，又是如何判断“旅行者1号”已经进入了星际空间的？这些问题并不容易回答。

自从1977年离开地球后，“旅行者1号”和“2号”因为发射的方向不同而渐行渐远（“旅行者2号”向南，而“旅行者1号”向北）。现在“旅行者1号”距离太阳183亿公里（122个天文学单位），距离地球182亿公里（121个天文学单位），它发回地球的数据即使是以宇宙中最快的速度光速运行，也需要17个小时才能传回地球；而早于“旅行者1号”两个星期启程的“旅行者2号”，因为速度慢于“旅行者1号”，现在仍然在太阳系内部空间，它发回的数据也要14个小时才能到达地球。他们发回的极其微弱的信号会被地球上的深空网络接收之后进行分析。

( “旅行者1 号”效果图 )

太阳系内部和星际空间的环境差别，主要表现在三个方面：空间粒子特性、磁场特性和等离子体浓度，而其中又以等离子体浓度的区别最为明显，这是判断航天器位置的最重要因素。在太阳系内部空间，主要受到太阳的引力和磁场作用影响，空间内充斥的粒子也主要是由太阳在太阳风爆发的时候喷射出的，而星际空间是恒星之间的宇宙空间，受到太阳的影响要小得多，其中的等离子体、电离气体等，大多数都是由其他恒星在几百万年以前喷发出的。要判断“旅行者1号”是在太阳系内部还是已经进入了星际空间，最重要的依据就是它周围的等离子体浓度。但是不巧的是，“旅行者1号”并没有一个正常工作的等离子体探测器，它原先携带的等离子体探测器在1980年就停止了工作，因此地球上的科学家们只能通过其他间接的手段探测“旅行者1号”周围的等离子体浓度，来确定它的位置。

最终帮助科学家们确定“旅行者1号”的位置的关键因素，仍然来自于太阳。在2012年3月，太阳发生了一次爆发，而这次爆发喷射出来的物质经过了13个月后，在2013年4月才到达了当时“旅行者1号”所处的位置，这给了科学家们用来探测“旅行者1号”周围等离子体浓度的好机会。2013年4月9日，“旅行者1号”的等离子体波仪器探测到了因为太阳风爆发而带来的波动，科学家们于是通过这种探测方式间接探测出周围等离子体浓度，此时它周围的等离子体浓度比日球外部区域等离子体浓度高40倍还要多，这说明它已经处在星际空间，科学家们随后通过类似方法分析以前的数据，发现在2012年8月25日，“旅行者1号”周围的等离子体浓度发生了明显变化，因此科学家们确认，就在这一天，“旅行者1号”正式进入了星际空间。

那么，我们是否就可以说，“旅行者1号”在2012年8月25日就已经离开了太阳系？世界各大媒体的报道是否准确？这可能是个难以说清楚的问题。NASA发布的新闻中反复提到“旅行者1号”进入了“星际空间”，却没有说一句它已经离开了“太阳系”，原因就在于科学界对于太阳系范围的界定。因为人类从来没有涉足过太阳系的边缘，对这个区域完全不了解，所以很难真正划定一个明确的太阳系边界。自从20世纪60年代以来，天文学界普遍认为，太阳系的边界在于奥尔特云（Oort Cloud）外部，因为在这个范围内仍然主要受太阳的引力作用，太阳系中的很多彗星，也正是从那里起始。对于“旅行者1号”来说，以现有的速度运行，也需要大约300年才能接近奥尔特云的边缘，而需要大约3000年才能超越奥尔特云，实现真正意义上的“冲出太阳系”，这对于现代人类和“旅行者1号”来说，显然是一个不可能完成的任务。但是从通俗和文化上的意义来说，大众通常认为，太阳系的范围是太阳和它的八大行星运行的空间，从这个角度，也可以说“旅行者1号”已经“冲出太阳系”。

此时，“旅行者2号”仍然在日鞘（Heliosheath）范围内，因为速度慢于它的孪生兄弟，它与太阳的距离将永远比不上“旅行者1号”。虽然这两个航天器的工作时间都远远超出了当年在NASA喷气推进实验室（JPL）工作的建造者们的预期，但科学家们预测，它们还将继续工作至少到2020年，之后因为能量耗尽，将逐步关闭它们所携带的科学仪器，直到2025年全部关闭。直到那时，它们仍然在地球上的深空网络接收范围内，也就是说，地球仍然将持续收到它们发送回来的探测数据。

无论“旅行者1号”是否冲出了太阳系，它都已经处于一种完全不同于太阳系内部的空间环境当中。虽然仍然要受到来自太阳的引力和磁场的作用，但是在它周围的粒子和等离子体都已经不是来源于太阳，而是来自那些在宇宙中几百万年前爆发的恒星。这个人类制造的航天器，带着由55种人类语言说的问候语和出自不同文化的音乐，将永远地遨游在星际空间中。也许有一丝可能，这个航天器会被宇宙中其他的智慧生命所发现。NASA这个至今为止花费了将近10亿美元的宇宙探索项目，已经实现了人类最新的突破，值得被永远铭记。

（本文写作参考了美国航空航天局网站的内容）（文 / 苗千） 太阳系旅行者2号旅行者航天旅途