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旅行者1号是几十年前的产物了,为什么不再用当代最新技术再发射一个?

来源:小高教学网 作者:本站 时间:2023-03-01 13:54:23 阅读次数:0

近期不少网友都在问:旅行者1号是几十年前的产物了,为什么不再用当代最新技术再发射一个?,小编也是查阅很多资料,整理了一些相关方面的答案,大家可以参考一下。

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网友提问:

旅行者1号是几十年前的产物了,为什么不再用当代最新技术再发射一个?

精选优质答案:

旅行者1号是几十年前的产物了,为什么不再用当代最新技术再发射一个呢?

旅行者的各项数据假如放到现在的话,随便找个老人机的性能都可以秒杀它,当然指得是它的通讯速度和芯片计算能力,比如各项探测设备是手机所不具备的,但无论如何,现代电子设备的发展迭代非常迅速,1977年的产物,无论如何都是古董级别了,为什么就没有人想过发射一个新的和旅行者任务类似的探测器呢?

旅行者探测器的装备与性能

旅行者一号是NASA在1977年9月5日发射的探测器,总质量825.5千克,它是有史以来飞得最远的探测器,到现在为止距离地球约148天文单位,二号则距离稍近一些,但也有122天文单位,是距离地球第二远的人造物体了。

旅行者系列是NASA的喷气推进实验室所制造,使用的是三轴稳定陀螺仪,推进器的燃料是连氨,总共设备大约有如下:

通讯天线:直径3.7米的抛物面天线(应该是当时所有探测器天线中最大口径的),通讯频率则是2.3和8.4GHz(下行),上行是2.1GHZ,别看这个频段带宽很大,但现在路途遥远,通讯速度连1Kbyte都无法保证

磁带记录器存储空间:64千字节即64KB,大约是1M的1/20多点,我们人手数个的U盘大约是8-16G,1G=1024M。

电池是三个氧化钚同位素核电池,提供大约470W电力,但到现在为止由于半衰期的原因,产生的电力已经难以维持,据NASA工程师估计,极限能维持到2025年!

旅行者机载电脑:也许还不能称之为电脑,只能叫做机载数据处理系统,单片机8086的芯片比它性能好不要太多。

以上是我们比较熟悉的几个设备的性能,其它的比如相机系统也非常古老,和海盗号探测器类似,但它们留下的行星标准照曾经是一代人的记忆,当然现在的土星和木星照就丰富多彩了,因为卡西尼(土星)和朱诺(木星)以前所未有的分辨率拍摄了难以计数的两颗行星照片,只要你愿意,你可以去NASA的网站上下到硬盘塞不下为止!

为什么不制造一个更先进的探测器?

其实已经造了,而且已经于2006年1月29日出发,直接在地球轨道上即达到了太阳系逃逸速度,经过在2007年2月28日木星的引力弹弓加速,在2015年7月14日飞掠了冥王星,近距离得到了冥王星的大量资料。在2019年1月1日飞掠了小行星486958,也就是大家俗称的天涯海角!

当前新视野号并没有探测新的目标,因为所获取的资料大约需要18个月才能完全传输回地球,因为新视野号是直达冥王星的“快车”,而且新视野号搭载的联氨燃料有限,对于距离这个轨道比较远的天体难以探测,因此在飞掠探测小行星486958后暂时还没有新的天体探测任务。

但新视野号的的寿命将会延续到2038年,到那时探测器的信号可能再难以获取,它的后续任务是观测太阳风的极限范围,相信新视野号的观测会比旅行者号更精确!新视野号正朝着人马座方向前进,这个方向是最终的目的地是银心!

类似旅行者号对于太阳系外的探测,也许新视野号会是绝唱了,未来更多可能是对于柯伊伯带的观测,但这有一个比较严重的问题,因为无论是冥王星还是类冥天体,它们的质量都不够大,因此远道而来的探测器速度太高,难以被这些天体捕获进入轨道,因此需要大量的燃料来减速才能成为环绕探测器,新视野号选择飞掠就是这个原因!

另一个因素是对于100天文单位外,探测器的成本高(新视野号5.5亿美元),收益低,因为此处的太阳系范围极大,可探测目标轨道连续设计非常困难,一旦改变需要大量的燃料来更改轨道,而且周期极长,比如冥王星探测,新视野号从出发到到达冥王星没有任何耽搁,但也横跨9.5年,而这是不计成本的直接加速到达冥王星,如果经过多颗行星的引力弹弓轨道,那么很抱歉,超过15年完全有可能。

最后一个因素是未来的探测会放在木卫和土卫上,以及彗星类天体,这些目标成本相对较低,而且对于太阳系最有可能存在生命的木卫和土卫上科学家兴趣极大,因此我们可以确信未来的热门探测地是这些天体,各位无需再考虑太阳系外,在推进速度提升之前大谈探测毫无意义!

匿名用户回答:

事实上2006年人类已经发射了更先进的探测器,它就是新视野号,飞过冥王星时给人类带来了更加详细的资料。

但本质上来讲,新视野号与旅行者一号飞船并没有太大区别,旅行者一号在2025年左右将彻底与人类失去联系,之后自由自在地漫游在宇宙星际空间,而新视野号在2038年左右也很难与人类有联系了。

的确,过去几十年,人类科技一直在进步,这点我们都深有体会。但说到航空领域,其实进步并不是很明显,起码没有质的飞跃。最主要的原因就是动力推进系统仍旧是火箭推进,而燃料仍旧是传统化学能源。

事实上传统化学能源与古人类使用的火本质上是一样的,这意味着我们的能源使用有多么地落后!

传统化学能源效率相对非常低,巨大的火箭推进系统的绝大部分重量都被燃料占据,能够有效使用的部分太少了,这也造成了火箭的动力系统很难实现大的飞跃,因为想要推进系统更强,就必须使用更多的燃料,而更多的燃料意味着更大的质量,更多的“没有用”的质量!

目前旅行者一号飞船已经飞行了40多年,飞行距离达220以光年,但也只有20光时左右!

除非人类在动力推进系统上有重大的突破(比如使用核动力推进等),否认发射再多的探测器意义也不大!

匿名用户回答:

旅行者系列探测器任务不论是从科研角度还是社会角度来看都是极其成功的,因为它第一次传回了太阳系外侧行星的图像同时也点燃了社会各界对太空探索任务的激情

但是很少有人知道旅行者系列探测器任务其实是“仓促上马”的,甚至可以说它完完全全就是一个巧合。因为上个世纪初人类的太空探索完全是以金星火星月球等“邻居星球”为目标的,毕竟当时的探测器机动能力很差且没有太阳能电池板来提供能源,想探测木星土星等远距离行星时总是力不从心。

1961年加州大学洛杉矶分校的研究生迈克尔.米诺维奇用当时的IBM7090计算机研究三体问题时发现“如果速度和方向合适,那么一艘飞船完全可以在无动力情况下窃取其他天体的轨道速度从而实现自身的加速减速与变轨”,而具体的操作过程就是现在我们所说的“引力弹弓”

1965年NASA实习生弗兰德罗计算出了木星土星天王星海王星四颗远距离行星的轨道在1976到1977年会发生176年一遇的交叉现象,NASA意识到这样的交叉和之前的引力弹弓结合在一起将是一次探测太阳系外行星的绝妙机会。

基于以上原因旅行者系列探测器任务才被马上确定下来

1977年两架旅行者探测器正式升空前往太阳系外侧行星,但直到今天距离最远的旅行者一号也才飞了20光时,这个距离和太阳系一光年的半径相比简直微不足道。

旅行者系列探测器发射之后人类又发射了卡西尼号和新视野号等行星探测器,这现在探测器同样为人类传回了大量高清图片,所以说目前再发射类似旅行者号这样的探测器以及没有什么意义了,着陆器才是未来太阳系行星探索的主流。

因此在技术进步极大的今天人类并不会再发射类似旅行者号一样的探测器

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