这一次恐将是永别！离开地球最远的太空探测器，在发射46年后与地面失联
1977年9月5日，美国宇航局（NASA）发射了一艘无人外太阳系空间探测器，取名为“旅行者1号”。这也是人类最早探索太阳系以外的宇宙空间的一次尝试。虽然“旅行者1号”的设计寿命只有5年，但在46年后的今天它的部分科学仪器竟然奇迹般地维持着正常运行。此时的“旅行者1号”距离地球已经有240亿公里，成为有史以来距离地球最远的人造物体。
▲“旅行者1号”示意图
近日NASA科学家对外宣布，“旅行者1号”与地面的通讯联系发生了故障。虽然科学家们依然没有放弃挽救的努力，但由于建造的年代过于久远，几乎不可能再度恢复通讯联系。
目前“旅行者1号”已经冲出“日光层”进入星际空间，达到了第三宇宙速度，这意味着它已经不可能再返回太阳系了。如果通讯无法恢复，“旅行者1号”将彻底变成“星际漂流者”，孤身闯荡在茫茫的星际，直到完全被损耗消散在浩瀚宇宙中。
“旅行者1号”通讯出故障
这一次或许再也修不好了
“旅行者1号”搭载了3台机载计算机，包括一个飞行数据系统，该系统从科学仪器上收集信息。此外还有1个工程数据系统，收集能反映“旅行者1号”自身健康状况的工程数据。地球上的NASA任务控制中心负责以二进制代码的形式接受这两个系统传来的数据，一方面监测航天器本身是否平稳运行，另一方面收集处理宇宙空间传回来的科考信息。
▲“旅行者1号”曾经发回的探测照片
这个任务控制中心的工作团队在11月14日首次注意到通讯故障的问题，当时数据系统的电信单元开始发出无意义的来回重复的1和0符号 ，就像陷入了无限循环模式。虽然“旅行者1号”仍然可以接收并执行任务控制中心发送的命令，但它的科学仪器收集到的宇宙信息以及航天器自身的工程数据都不会再返回给地球了。工作团队在上周末向航天器发送了重启数据系统的命令，但目前尚未返回任何可用数据。
“旅行者1号”是通过NASA深空通讯网络与地面进行联系，通讯信号的单边传输需要22.5小时。负责管理此次任务的专家卡拉·科菲尔德表示，NASA工程师目前正在尝试收集更多信息，然后再确定下一步可能采取的维修措施。该过程可能需要数周时间。不过科菲尔德承认，这一次能够恢复通讯的可能性并不大。
早在1981年，“旅行者1号”发生过类似的问题，但当前面临的挑战和那时候完全不同。因为航天器发生了极为严重的老化现象，科学家们甚至在发送命令之前都要考虑“旅行者1号”的信息系统能否承受这些信息传输带来的工作量，更不用提指挥它进行仪器开关等工作了。而且现在科学家们只能对照当年编写的原始工作手册排查问题，而初始设计根本无法解释老化现象对整个系统会带来哪些影响。
科菲尔德表示，“‘旅行者1号’执行任务的时间远远超出了设计时的目标，而且比历史上任何其他航天器都要长。因此虽然工程团队正在努力让它存活下去，但我们也完全预料到会出现各种无法弥补的问题。”
冲出地球240亿公里
使用年限远超预期
“旅行者1号”的诞生来自NASA在上世纪六七十年代提出的探索计划，最初的目的只是单纯想要访问太阳系内的其他行星。“旅行者1号”幸运地赶上了176年一遇的行星排列，采取了当时的最新技术“引力加速”，即航天器只需要少量燃料以作航道修正，其余时间可以借助各个行星的引力加速，以一艘航天器就能造访太阳系里的四颗最大的行星：木星、土星、天王星及海王星。
▲“旅行者1号”于1977年发射升空
根据轨迹追踪，1981年“旅行者1号”完成了对土星的探测任务，借助“引力加速”离开了黄道（太阳的运动轨道），向蛇夫座进发，直至今日。由于“旅行者1号”携带的太阳风探测器后来停止了运作，科学家们对它所处的具体位置有所争论。2005年，NASA召开新闻发布会宣布，科学界已经达成共识，确认“旅行者1号”已经进入日鞘。日鞘即太阳系外部边界的表面，分布在太阳风创造出的气泡边缘。2007年，姊妹船“旅行者2号”也进入了日鞘。
如今，这两艘探测器都位于星际空间，并且是唯一在日光层之外运行的航天器，远远超出了冥王星的轨道。日光层是太阳发出的磁场和粒子气泡的范围。
从理论上讲，如果“旅行者1号”可以永远工作，它将在300年内抵达奥尔特云，并花上7万年时间穿梭其中。奥尔特云是太阳引力影响范围的边缘。而在7.6万年之后，“旅行者1号”可以抵达半人马座的比邻星。
近年来，NASA团队一直在关闭非必要的仪器，以最大程度节省电力，希望“旅行者1号”尽可能长久地运行下去。科学家希望通过“旅行者1号”发回的数据，了解当探测器远离日光层时粒子和磁场是如何变化的。根据此前的最新估计，钚核电池能够保证“旅行者1号”搭载的科学仪器继续工作至2025年。2036年信号传输的电力将消耗殆尽，一旦电池耗尽，“旅行者1号”仍将继续向银河系中心前进，但无法再向地球发回数据。
如果这次发生的通讯故障无法修复，那么“旅行者1号”在2023年就将成为真正意义上孤独的星际旅者。不过，它也早已超出了当年设计的寿命，走过的轨迹也远远超过设想中的海王星轨道范围。也许正如NASA所说，“旅行者1号生来就注定成为银河系的漫游者”。
红星新闻记者 郑直
编辑 郭庄 责编 冯玲玲