
为什么旅行者1号在零下270度的太空没有被冻住?按理说,它早该冻成一根冰棍了,但它飞了48年,250亿公里,到现在还在正常工作,还在给地球发信号。
他是怎么做到的?为什么没被冻死? 答案可能会让你惊掉下巴,因为太空最大的威胁,从来不是寒冷,反而要担心被热死。
在地球上你觉得冷,是空气在抢你的热量,这叫热传导——必须有东西碰到你,热量才会被偷走。但星际空间每立方厘米只有几个原子,比你家的保温杯还空。
那热量怎么跑掉的呢?三个字:热辐射。所有高于绝对零度的物体都会向外辐射红外线,像铁块慢慢变暗,这个过程极其缓慢。
所以旅行者1号不是掉进了冰窟窿,而是被塞进了一个超级保温瓶。 它唯一的热量流失方式就是缓慢辐射,只要自己能持续产热,就一直能飞下去。
那它靠什么提供能量?靠太阳能吗?肯定不是。飞到木星轨道时,阳光强度只剩地球附近的1/25。再往外,太阳能板就是块废铁。
它之所以能飞行48年还能给地球传消息,全靠工程师给它装的三块核电池——也叫钚-238放射性同位素热电发生器。这玩意儿不需要燃料、不需要阳光,自己每天在那儿放射性衰变,就可以源源不断提供能量。
1977年刚上天时,三台加起来能发470瓦电,就几盏灯泡的功率。但关键是,它不只是发电,更是整艘探测器的暖气片。钚-238散发的热量顺着线路、元件、外壳均匀扩散,再加上所有电子设备工作时的余热,多方热源配合,在极寒深空中形成一个温暖的闭环。
早期它飞过木星、土星时,离太阳还不算远,核电池满负荷发热,太阳再一晒,电子设备再一产热——三管齐下,差点中暑。
当初工程师们给旅行者1号包了多层隔热膜,每一层都能反射红外辐射,把热量锁死。同时还装了可调节的百叶窗和散热片:温度高了就打开通风,进入深空就关死锁温。
但你可能不知道,这套系统有个隐藏技能:它不只是保温,还能抗辐射、防微流星。多层膜每被击穿一层,后面还有几十层顶着,NASA的工程师把能想到的坑全填了。
2012年,旅行者1号干了一件大事——它穿过了日球层。那是太阳风吹出来的巨大“气泡”,跨过这条边界,就意味着彻底离开了太阳风的影响范围,进入真正的星际空间。
太阳风消失了,磁场换了,环境更冷了,但它面不改色,继续飞,继续传数据。现在它发一次信号到地球要23个多小时,发射功率只有20瓦,但NASA利用深空天线照样能收到。
那么它能永远这么飞下去,永远和地球保持联系吗?答案是不能。
因为钚-238的半衰期约88年,每过88年,放射性减半,电力也减半。从1977年到现在,总功率已经掉了近一半,只剩250多瓦,而且每年还要再减4瓦。
NASA的工程师们这些年干的最心酸、最不忍的事就是:按优先级一个一个关掉非核心设备。1990年,旅行者1号在海王星轨道之外拍摄了最后一张地球照片后,科学家们关闭了它的摄像系统。后来陆续关掉部分科学仪器、辅助加热器,它的某些区域会慢慢冻住,但核心运转始终优先保障。
你可能想问:为什么不能省着点电用?因为探测器上的仪器需要加热才能工作,因此,每一瓦都要精打细算。
按照测算,最晚到2030年,最后一台科学仪器也将停止工作。当电力彻底耗尽、热源完全消失,保温层再牛也无力回天,到时候热量会缓缓消散在真空里。
它的终结不会是大爆炸,也不会是剧烈的故障。 当仪器逐一熄灭,信号发射器将最后一条消息发送给地球后,便再无音讯。它会变成一块冰封的金属造物,静静地、孤独地在星际空间流浪。
但沉寂不代表停止飞行。由于宇宙里没有空气阻力,没有摩擦力,它还会以当前17公里每秒的速度永远飞下去。
大约4万年后,它会从格利泽445身边悄悄滑过。那颗红矮星不会有任何回应——它只是一颗沉默的恒星,而旅行者1号,只是一个比尘埃还小的过客。
4万年后,地球上早已物是人非,我们的城市、语言、甚至记忆,可能都不在了。没有人能见证那场遥远的相遇。它身上那张镀金唱片里,录着海浪声、鸟叫声、贝多芬和55种语言的问候,但这些声音大概率永远不会被谁听到。它只是独自飞着,在绝对的黑暗中,带着人类存在过的证据,像一颗永远不会靠岸的漂流瓶。
没有人能够理解,旅行者1号独自穿梭在黑暗的星际之间,成为一枚永恒漂流瓶,是一种什么滋味。
回望最初,它本来只想去木星、土星拍几张照片,没人指望它飞这么久。它没被冻死,不是因为有多抗冻,而是因为我们终于读懂了一个简单的道理:太空的冷,不是冷风刺骨,只是慢慢辐射。 我们给了它一颗钚做的心脏,一件永远不掉毛的羽绒服,它就替我们飞了半个世纪。
再过几年,我们就会彻底与它失去联系。失去的不只是一台老机器,那是人类望向宇宙最深处的眼睛,是我们在无尽黑暗中伸出的一只手,再也收不到它的问候。
当旅行者1号最终归于寂静,你认为人类接下来,又该向着宇宙何方出发?是比邻星,还是天狼星,又或者是猎户座?
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