旅行者1号探测器

王朝百科·作者佚名 2009-10-25

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基本信息组织:美国太空总署

发射日期:1977年9月5日

运载火箭:泰坦三号E半人马座火箭

NSSDC ID:1977-084A

网页:美国太空总署“旅行者号”网站

质量:721.9 kg

能源:420 W

探测简介旅行者1号（Voyager 1）是一艘无人外太阳系太空探测器，重815千克，于1977年9月5日发射，截止到2006年仍然正常运作。它曾到访过木星及土星，是第一艘太空船提供了其卫星的高解像清晰照片。现时，它是离地球最远的人造飞行器。它的飞行速度比现时任何人造太空船都较快一点，使较它迟一个月发射的姊妹船旅行者2号永远都不会超越它，即使在地球以比两艘太空船要高的发射速度送上太空的新视野号也如是。它的一生里曾受惠于几次的引力加速。旅行者1号现时已经进入太阳系最外层边界，并即将飞出太阳系，目前处于太阳影响范围与星际介质之间，距离太阳140亿公里（90天文单位或87亿英里）。

截至2007年4月4日为止，旅行者1号正处于离太阳15.18太米（即15.18×1012米或15.18×109 公里或101.4天文单位或90.4亿英里)，进入了日鞘，即介乎太阳系与星际物质之间的终端震波区域。如果旅行者1号最终在离开日球层顶后仍能有效运作，科学家们将有机会首次量度到星际物质的实际情况。依据现时的位置，太空船发出的讯号需要13个小时以上才能抵达它的控制中心，美国太空总署与位于加州帕萨蒂纳的加州理工学院合作的喷气推进实验室。旅行者1号在沿双曲线轨道轨道，并已经达到了第三宇宙速度。这意味著他的轨道再也不能引导太空船飞返太阳系，与没法联络的先驱者10号、已停止操作的先驱者11号及其姊妹船旅行者2号一样，成为了一艘星际太空船。

旅行者1号原先的主要目标，是探测木星与土星及其卫星与环。现在任务已变为探测太阳风顶，以及对太阳风进行粒子测量。两艘旅行者号探测器，都是以三块放射性同位素温差发电机作为动力来源。这些发电机目前已经大大超出了起先的设计寿命，一般认为它们在大约2020年之前，仍然可提供足够的电力令太空船能够继续与地球联系。

任务概要旅行者1号最初计划属于水手计划里的水手11号太空船，它的设计利用了属于当时的新技术引力加速。幸运的是，这次任务刚巧碰上了176年一遇的行星几何排列。太空船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，以一艘太空船就能造访太阳系里的四颗气体行星：木星、土星、天王星及海王星。两艘姊妹船旅行者1号及2号就是为了这次机会而设计，它们的发射时间是被计算过以便尽量充分利用这次机会。亦拜这次机会所赐，两艘太空船只需要用上12年的时间就能造访四个行星，而非一般的30年时间。

旅行者1号在1977年9月5日于佛罗里达州的卡纳维尔角，被搭载在一枚泰坦3号E半人马座火箭上发射升空。刚好于旅行者2号在同年8月20日的发射之后不久。虽然发射时间较2号为后，但它却被发射进较快的轨道之中，让它又比2号快一点到达木星及土星。最初，因为在泰坦3号E火箭燃烧过程的第二阶段里出现了约一秒钟的燃烧不足，使地面的工作人员曾担心会使太空船因此而不能到达木星。后来幸好证实了在半人马座的上层仍有足够的燃炓燃烧。

拜访木星

旅行者1号发射后，首次在1979年1月开始对木星进行拍摄。在同年的3月5日离木星最接近，只距离木星中心349,000公里。由于在如此近距离略过，太空船在48小时的近距离飞行时间中，得以对木星的卫星、环、磁场以及辐射环境作深入了解及高解像度拍摄。整个拍摄过程最终于四月完成。

两艘太空船对木星及其卫星作出了不少重要发现，最令人惊讶的是在木卫一上发现了火山活动。这是当时并没有在地球上观察得到，就连先驱者10号及11号也未有观察得到。

拜访土星

在顺利地借助了木星的引力后，太空船朝土星的方向进发。旅行者1号于1980年11月略过土星，于11月12日最接近土星，距离土星最高云层124,000公里（77,000英里）以内。太空船探测到土星环的复杂结构，并且对土卫六上的大气层进行了观测。由于发现了土卫六拥有浓密的大气层，喷气推进实验室的控制人员最终决定了让旅行者1号驶近一点土卫六进行研究，并随之终止了它继续探访其余两颗行星。结果造访天王星和海王星的任务只得交予旅行者2号。这次靠近土卫六的决定使太空船受到了额外的引力影响，最终使太空船离开了黄道，终止了它的探索行星任务。

星际探索在离开土星后，旅行者1号被美国太空总署形容为进行星际探索任务。估计两艘旅行者太空船上的电池，均能够提供足够电力至2020年，供船上一部份的仪器操作。

年份因电力有限而停止操作的功能

2003 停止扫描平台及紫外线观测

~2010 停止回转运作

~2010 停止资料终端就绪运作（只能以70米/34米天线阵来接收每秒1.4位元的资料）

~2016 终于仪器间共享电力

> 2020 没有足够电力起动任何单一仪器

日球层顶

旅行者1号正处于日鞘（Heliosheath）由于旅行者1号正向星际间的太空进发，船上的仪器将会继续对太阳系进行研究。喷气推进实验室的科学们正使用载于船上的等离子体波实验来验证日球层顶的存在。

美国约翰·霍普金斯大学应用物理学实验室的科学们相信旅行者1号于2003年2月已经进入了终端震波区域。但有些科学家在2003年11月6日的著名科学杂志《自然》上表示质疑。而在2005年5月25日早上，在新奥尔良举行的美国地球物理学会（AGU）一个科学会议上，艾德‧斯托恩博士呈上了旅行者1号已于2004年12月离开了终端震波的证据"SH22A-01"。由于船上的太阳风检测器早于1990年停止运作，所以这次讨论在数月后仍未得出结论，只好期待其他资料到手为止。最终美国太空总署于2005年5月发新闻稿，说大家已经有共识旅行者1号正处于日鞘。[1]科学家们相信太空船会于2015年到达日球层顶，即太阳系的边缘。

现有状况在协调世界时的2006年8月15日22时13分，旅行者1号正处于距离太阳100个天文单位处（约为14.96太米或90.3亿英里或0.002光年），使它成为了离地球最远的人造物件。这个距离比起任何已知的自然太阳系物体都要远，包括（“塞德娜”）。虽然塞德娜运行轨道的远日点为975个天文单位，但由于该天体正缓缓向其位于76个天文单位的近日点行进，在2006年时的位置位于距离太阳90个天文单位之处，所以比旅行者1号要近太阳一点。

依据现时位置，地球与太空船的位置为13.8光时（光线速度为每秒186,282.397英里及每秒299,792.458公里）。为了方便作出对比，地球与月球的距离是1.4光秒；与太阳的距离是太约8.5光分；而与冥王星的平均距离则是太约5.5光时。而在2005年11月，太空船正以每秒17.2公里的速度（即每年3.6个天文单位或时速38,400公里）远离太阳，比旅行者2号速度快上百分之十。有关太空船的准确位置资料可以在这份美国太空总署公布的文件中找到。文件中把两艘太空船相对于太阳的位置推算至2015年。太空船并没有指向任何一颗恒星，但约在四万年后它会在距离鹿豹座的AC+7938881.7天文单位之处经过。

在2006年9月，太空船的方位在赤经17.051时，赤纬12.22°之处，也就是朝向蛇夫座飞去。现时，美国太空总署仍然继续每天使用深空网络追踪太空船的位置。

在2006年3月31日，来自德国AMSAT（业余无线电卫星通讯组织）追踪并接收到来自旅行者1号的数据，他们于波鸿使用了一台20米的碟型天线配合长观测时间技术。其后那些数据与深空网络位于西班牙马德里的观测站获取的数据进行了校对及验证（AMSAT-DL的德语文件、ARRL的英语文件）。相信这是首次对旅行者有这样的追踪。