2007-08-21

航海家太空船 30 週年慶

Voyager Spacecraft Celebrate 30th Anniversary
http://www.space.com/scienceastronomy/070820_voyager_30th.html

By SPACE.com Staff
posted: 20 August 2007

NASA的二艘航海家(Voyager)太空船正在慶祝飛行 30 週年紀念,這時它們正朝著距離太陽系邊際有數十億哩的星際空間傾側飛去。

航海家二號,1977 年 8 月 20 日升空,航海家一號則是 1977 年 9 月 5 日。二艘太空船都持續從超越冥王星三倍有餘的距離回傳資訊,在那裡,太陽外側的日球(heliosphere,日球層,日磁層,譯註:日球中,太陽風靜止之處,也是實際接觸星際物質的地方,稱為heliopause,日球層頂,在 termination shock (邊界震波層,蛋黃) 之外的日球層部份稱為日鞘(heliosheath,相當於蛋白),詳見:http://en.wikipedia.org/wiki/Heliosphere)接觸到星際空間的邊界。

"在太空探索的編年史裡,航海家任務是個傳奇。它開啟了我們對於外太陽系科學上的豐富視野,而且在目前進行過的任務中,它也成為最深入探測太陽領域的先驅," Alan Stern 說, NASA Science Mission Directorate 的副管理者。"對於航海家的設計者、建造者與操作者來說,它是一個證明(testament),這些太空船在完成它們最初到達木星與土星的任務之後,還持續傳遞重要發現長達 25 年以上。"

航海家一號是目前距離最遠的人造物體,其距離太陽約 156 億公里。航海家二號約 126 億公里。

起先是被設計成為期四年,到達木星與土星的任務,不過航海家的旅程因它們成功的完成,再加上罕見的行星排成一直線而展延。二個行星的計畫最後變成四個行星的盛大旅行。在完成延伸的任務後,這兩艘太空船開始探索日磁圈外側的任務。

在它們飛行的前 12 年間,太空船探索了木星、土星、天王星、海王星與它們的衛星。這些行星先前都是未知世界。航海家傳回未曾見過的影像與科學資料,並協助完成關於外行星及其衛星的基本探索。

太空船揭露了木星的動盪大氣層,那包掛許多如颶風般互動的暴風系統,與木衛 Io 上的火山爆發。它們也顯示土星冰環的波動與細微結構,這些冰環因為土星拖曳鄰近衛星而形成。

"航海家任務以一種在太空時代之前不可能辦到的方法,開啟了我們的太陽系," Edward Stone 說,加州理工的航海家計畫科學家。"它揭露我們在外太陽系的鄰居,並且向我們展示這裡還有多少東西需要學習,有多少互異的天體與我們的地球共享這個太陽系。"

在 2004 年 12 月,航海家一號開始橫越太陽系的終極邊疆。稱為日磁鞘((heliosheath,日鞘),這個洶湧狂暴的區域大約離太陽有 140 億公里,在此太陽風在它變成充斥眾星之間的稀薄氣體之前減緩下來。

航海家二號在今年稍後會到達這個邊界,完成它們邁向星際空間的最後一段旅程。

每艘太空船都攜有五種完整運作的科學儀器,那在它們航行過這個未被探測過的深太空時,能研究太陽風、充滿能量的粒子、磁場與無線電波。

太空船由於離太陽太遠以致於無法使用太陽能,它們現在倚賴能產生不到 300 瓦特的放射性發電機在運作,這樣電力是點亮一顆明亮燈泡所必需的...

"要能讓這些太空船能持續運作,並且產生資料給科學家是小型操作團隊的技巧與奉獻的明證," Ed Massey 說, NASA JPL 航海家任務經理。

航海家透過 MASA 的深太空網路,一套遍及世界各地的天線系統。由於太空船離地球如此遙遠,所以來自於地球的指令,要以光速單向旅行 14 個小時內才能到達航海家一號,航海家二號則是 12 個小時。每艘航海家每天有航行約 1609344 公里的記錄。

每艘航海家都攜有一張黃金唱片,那是一個時間膠囊,上面滿是來自於地球的問候、影像與聲音。如果太空船能被某人或某樣東西恢復,這張唱片上也有如何發現地球的指示。

NASA 下一個外行星探測任務是 New Horizons(新地平線,新疆界,http://www.nasa.gov/mission_pages/newhorizons/main/index.html),目前已經通過木星,並預計在 2015 年探測冥王星系統。

※ 相關報導:

* Voyager
http://voyager.jpl.nasa.gov/

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1 則留言:

fsj 提到...

預測:航海家 2 號將在最近達到新里程碑
Computer simulation predicts Voyager 2 will reach major milestone in space in late 2007-early 2008
http://www.physorg.com/news115405331.html

November 27, 2007

利用電腦模型模擬,Haruichi Washimi,UC Riverside 的物理學家,預測處於行星間的太空船航海家 2 號(Voyager 2)將穿越「邊界震波層(termination shock,終止激震波)」,這個球面的殼層環繞整個太陽系,在此,太陽風減速至次音速。

根據 Washimi 的模擬,太空船準備要在 2007 末到 2008 年初之間越過邊界震波層。為了要讓這變得能夠預測,Washimi 及其同事利用來自於航海家 2 號的資料,並進行一次全球磁流體模擬(global "magneto-hydrodynamic simulation")-- 這種方法能精確且定量的預測因太陽活動所引起的地球磁氣騷動。

因為預期航海家 2 號的震波穿越是種突然且相對短暫的事件,科學家正在努力確保能製造出最佳良機。他們有這樣的構想:當太空船將越過震波時,能夠讓穿越的覆蓋範圍最大化。

研究結果出現在 12/1 該期的 The Astrophysical Journal。

"Washimi 的模型已在百分之幾的誤差內預測邊界的地點,那比太陽到地球之間的距離要遠上 90 倍," Gary Zank 說,Institute of Geophysics and Planetary Physics 的主任,同時也是該研究論文的共同作者之一。"讓十分龐雜的物理學涉入其中,讓時間與空間尺度,還有太陽風狀態的易變性涉入其中,這真的很卓越。"

太陽風 -- 一種帶電荷的粒子流,由太陽往各個方向射出 -- 當它離開太陽時以超音速旅行,直到它最終遇到星際物質製造出電漿、中性氣體與塵埃。

在終止激震波那裡,位於太陽 70 - 85 億哩遠處,太陽風的速度已降至音速以下。然而,終止激震波的邊界並不固定,而是會擺動,端看太陽活動力而定。

"這是終止激震波的位置第一次以這種方式預測," Washimi 說,該研究的第一作者,同時也是 Institute of Geophysics and Planetary Physics 的科學家。"在它越過邊界後,航海家 2 號將會在日磁圈(heliosphere)之外,處於星際物質與銀河系的空間中。我們的模擬亦証實,太空船將於 2008 年中再度橫越終止激震波。會這樣是因為終止激震波會前後移動。這表示航海家 2 號將經歷許多次終止激震波的穿越。這些在太空船進入銀河系的空間後就會結束。"

航海家 2 號於 1977 8/20 發射。在它進入太空的旅程中它參訪過四顆行星,與它們的衛星。其姊妹是航海家 1 號,那在 1977 9/05 升空,於 2004 12 穿越終止激震波 -- 會早於航海家 2 號是因為其軌道較短之故。二艘太空船都在運作中,不過電源已經退化,而且某些儀器不再以最佳狀態運作。在未來,太空船將遭遇它們下一個在太空中的里程碑:日磁圈,在這裡星際物質會促使太陽風終止。