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The Voyager Spacecraft

2025/3/23
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Sleepy History (🔓 for Chris Reid)

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
Topics
Simon Mattox和Leila Weir: 旅行者1号和2号探测器是人类历史上首批进入星际空间的探测器,它们携带了地球生命的信息,旨在与可能存在的外星文明进行沟通。探测器在飞越木星、土星、天王星和海王星的过程中,利用行星的引力弹弓效应,节省了燃料和时间,并传回了大量珍贵的科学数据,极大地扩展了我们对太阳系的认知。这些数据包括行星大气成分、环系结构、卫星特征以及星际空间的物理特性等。探测器上的镀金唱片包含了地球的问候、自然声音和音乐,表达了人类对宇宙的探索和对和平的愿望。尽管探测器的电力和燃料终将耗尽,但它们将继续在银河系中航行,成为人类文明的象征,并可能在未来与其他星际文明相遇。这项任务展现了人类的科学探索精神和对宇宙的无限好奇心,也象征着人类对未来星际探索的希望。 Simon Mattox和Leila Weir: 旅行者探测器最初的设计寿命只有五年,其主要任务是探索木星和土星。然而,通过地面控制中心的远程操控和技术升级,探测器的寿命被大大延长,并成功完成了对天王星和海王星的探索,最终进入星际空间。这体现了人类科技的进步和对科学探索的执着追求。探测器携带的科学仪器在探索过程中不断收集数据,并通过NASA的深空网络将数据传回地球。这些数据为科学家们提供了宝贵的资料,帮助他们更好地理解太阳系和星际空间的物理环境。同时,探测器携带的镀金唱片也承载着人类文明的信息,为未来可能与外星文明的接触做好了准备。旅行者探测器的成功,不仅在于其科学上的成就,更在于它体现了人类探索宇宙的勇气和决心。

Deep Dive

Chapters
This chapter introduces the Voyager space probes, their mission to explore interstellar space, and the message they carry for any alien intelligence they might encounter. It highlights the probes' longevity and their eventual journey near another planetary system.
  • Voyager 1 and 2 are the first human-made objects to enter interstellar space.
  • They were originally designed for a 5-year mission to Jupiter and Saturn.
  • They carry a gold-plated record with images, greetings and music depicting life on Earth.
  • They will eventually reach another planetary system in about 40,000 years.

Shownotes Transcript

The Voyagers 1 & 2—tiny spacecraft on a vast journey beyond our solar system, carrying the sounds and stories of humanity into the unknown. They have traveled farther than any human-made object, capturing breathtaking images and unlocking the secrets of distant worlds. But what messages do they carry, what have they taught us, and what adventures still lie ahead? Tonight, drift into the cosmos as we explore the history, mission, and enduring legacy of the Voyager spacecraft, guiding you into a peaceful and infinite sleep.Narrated by: Simon MattacksWritten by: Laila WeirThank you for supporting Sleepy History! We appreciate you, and we hope you get a good night's rest.Sleepy History is a production of Slumber Studios. To learn more, visit www.slumberstudios.com. Have feedback or an episode request? Let us know at www.slumberstudios.com/contact

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<raw_text>0 这是旅行者号宇宙飞船的睡前历史故事,由西蒙·马托克斯讲述,莱拉·韦尔撰写。你有没有想过太阳系最远的地方是什么?现在,一对小型太空探测器,旅行者1号和2号,正在探索那个广阔的未知领域。它们是首批离开地球如此之远的由人类制造的物体。

它们的故事是一个关于冒险和好奇心、科学独创性和未来成就以及人类不屈不挠地探索宇宙的故事。所以,放松身心,让你的思绪飘荡,让我们一起探索旅行者号宇宙飞船的睡前历史。当你抬头仰望夜空时,

你可能会看到飞机闪烁的灯光和卫星在轻轻闪烁的星星之间穿梭的游荡光点,这些星星的光线经过数百或数千年才到达我们这里。如果你幸运的话,你会看到天空中一部分有一条更亮的星带。这就是银河系。

我们自己的星系,从我们在它的一侧的有利位置观察到的景象。在那里,在广阔的银河系中,在我们的太阳系之外,是两位探险家,地球的使者。它们是成对的无人驾驶宇宙飞船,在银河系中飞行,发送回关于星际空间的数据。

并携带镀金的善意信息,以备它们可能遇到的任何外星智慧生命。这些是旅行者号太空探测器,是人类制造的第一个进入星际空间并就此与地球进行通信的物体。现在,这并非最初的计划,请注意。

旅行者号探测器于20世纪70年代发射,任务是飞近木星和土星,并发送回关于它们的信息。为此,它们最初的设计使用寿命为五年。但凭借一些科幻小说级别的独创性,任务控制人员在几十年里对旅行者号进行了远程重新编程。从数亿英里之外,

他们赋予了宇宙飞船额外的能力,并为它们进入星际空间(恒星之间的区域)的新航程做好了准备。这对旅行者号宇宙飞船已经探索了大约半个世纪。它们的动力最终会耗尽,我们将失去与它们的联系。

但这些飞船可能会继续在银河系中漫游,直到遥远的未来。最终,在大约4万年后,探测器将最终靠近另一个行星系统。谁知道呢?如果那里还有其他智慧生命,也许他们会遇到这些来自地球的使者,以防万一,每个旅行者号都携带一张金唱片,上面有图像、问候语、

以及描绘我们星球上生命的音乐。这就是旅行者号太空探测器的故事。这一切都始于1977年8月20日,在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角。旅行者2号太空探测器从美国宇航局肯尼迪航天中心发射升空,飞往超过3亿英里外的木星。

几周后,它的孪生兄弟旅行者1号于1977年9月5日发射。旅行者1号也飞往木星,但路线较短,可以更快地到达那里,同时绕过旅行者2号将遇到的部分景象。

这些探测器过去是,现在仍然是小型、奇特的飞行器,设计用于科学发现。它们的主舱很小。毕竟,它们不需要容纳任何人。它们被大型碟形天线遮挡,用于与地球通信。

在这些天线周围,大量的照相机和科学仪器像随意排列一样伸出来。当然,事实并非如此。每个探测器上都有一根长杆伸出天线很远。这上面装有测量磁场的仪器,称为磁力计。

两根细长的芦苇状杆状天线向另一个方向延伸,以便接收来自行星的无线电波和其他来自太空的线索。并非美国宇航局期望收听任何外星电台。宇宙中自然会产生无线电波。在每个飞行器杆状天线之间的容器中,

发电机产生电力为探测器的系统供电,在其主舱内则放置着飞行器最重要的计算机、导航系统和无线电发射器。所有这些科学研究和导航仪器对任务都具有非常重要的实际意义。

但这两艘旅行者号探测器还携带其他一些可能更奇特的东西。这些东西已经吸引了公众的想象力几代人了。这些是留声机唱片,在CD出现之前,更不用说流媒体服务出现之前,人们用来播放音乐的东西。

它们包含向任何可能有一天在遥远的银河系中遇到这艘宇宙飞船的外星智慧生命发出的问候。在许多方面,这些唱片体现了人类梦想和想象超越自身事物的能力。这就像一个人种下一棵树,

知道后代将受益于它的树荫和果实,但规模要大得多。这些唱片由铜制成,镀金,并覆盖有铝制外壳,设计用于在太空中持续数亿年。它们的创造者在上面填满了声音和图像,这些声音和图像被选中来传达地球上生命多样性的一些信息。

提供了解释如何播放唱片的图画符号,以及播放唱片所需的简单硬件。这些符号还表明了探测器的起源:我们的星球。唱片包含用55种不同语言表达的问候。

这些语言从阿卡德语(大约6000年前古代苏美尔文明的语言)到吴语(一种现代汉语方言)不等。每个说话者都展示了他们所说内容的具体内容,这些信息都不同,但它们都表达了对任何外星生物的热情友好的祝愿。

英语问候语是“来自地球儿童的问候”。拉丁语中的一句是“向你问好,无论你是谁。我们对你怀有好意,并带来跨越太空的和平。”古代阿卡德语的信息简单地宣称“愿一切安好”。而用一种叫做厦门话的语言说的话则热情好客地表示“来自太空的朋友们,你们好吗?”

你吃了吗?如果有时间,请来拜访我们。唱片中还包含自然界和动物的声音,如海浪、风、雷声以及鸟类和鲸鱼的叫声。然后是来自不同时代和文化的90分钟音乐。

除了声音之外,唱片还包含115张图像以及时任美国总统吉米·卡特和联合国秘书长的书面信息。康奈尔大学的传奇科学家卡尔·萨根领导了为美国宇航局选择唱片内容的委员会。萨根评论了这项工作:

将其比作一个人将信息装进瓶子里扔进大海,希望有一天有人会在某个地方看到它。萨根说,只有当星际空间存在先进的星际文明时,宇宙飞船才会被发现,唱片才会被播放。但是将这个瓶子扔进宇宙海洋,

说明了这个星球上生命的希望。现在,大约半个世纪过去了,那些带有镀金信息的尖端瓶子仍然在我们的银河系的深空中飞驰。但在它们飞向银河系的途中,它们记录下了人类眼睛从未见过的景象。

它们发送回的图片和数据极大地扩展了我们对太阳系的了解。旅行者号任务的计划是利用一个难得的机会。这是我们太阳系外行星的特殊排列,它们通常被称为气态巨行星,因为正如你可能推断的那样,

它们巨大,主要由气体组成,而不是像地球那样的固体物质。在20世纪70年代和80年代,气态巨行星木星、土星、天王星和海王星的排列方式使得宇宙飞船可以在更短的时间内和更少的燃料消耗下访问它们。

它们提供了一个特殊的探索机会,因为这种情况大约每175年才发生一次。行星的位置意味着,以正确的轨迹发射的宇宙飞船可以使用每个行星的引力将其抛向下一个行星。每次飞行器经过一颗气态巨行星时,

该行星的引力会弯曲宇宙飞船的飞行路径并增加其速度,将其摆向下一个目的地。这种引力辅助或弹弓技术将飞往最远行星海王星的飞行时间从30年缩短到12年。

现在,在旅行者号发射时,气态巨行星的排列方式使得可以弹弓式地飞过所有四颗行星。但规划者认为,建造一艘能够飞得如此之远并持续如此之久,并携带所有研究行星所需仪器的飞船成本太高。因此,资金只被分配用于对木星和土星进行深入研究。

探测器的设计使用寿命为五年,不足以在工作状态下到达海王星。尽管如此,当美国宇航局规划探测器的轨迹时,旅行者2号被送上了一条也可以将其带到天王星和海王星的路线,以防万一。两艘探测器的路径都将使它们靠近木星和土星,

以及足够靠近每个行星的大型卫星以研究它们。1979年初,在离开卡纳维拉尔角不到两年后,旅行者1号接近木星,这是该任务的第一站。探测器拍摄了数千张这颗行星的照片,于3月5日最接近木星。

它发送回的照片大大超过了以往从地球上拍摄到的木星最佳图像,以及许多宝贵的科学测量数据。到4月份,旅行者1号飞越木星的任务完成,因为它绕过这颗行星飞向土星。但旅行者2号已经到达,它也开始捕捉木星的图像。

这两艘飞行器共同拍摄了超过33000张木星及其卫星的特写照片。在地球上,全世界的人们都惊叹于这颗遥远的行星以宇宙之美展现出来,这在人们观察天空的几千年里几乎是无法想象的。

引人注目的图像显示出色彩鲜艳的漩涡和条带,色调对比鲜明。这些是行星的云层、狂风和从太空看到的猛烈风暴。尽管几个世纪以来人们从地球表面对木星进行了天文观测,但探测器与这颗行星及其卫星的近距离接触还是带来了许多惊喜。

例如,他们发现木星周围存在一个以前未知的微弱环系统。他们还在木星的一颗卫星木卫一上发现了活火山。这是除了地球之外,在太阳系任何地方首次观测到的火山活动。从木星出发,太空探测器飞向土星。

它的环状结构用望远镜可见,长期以来一直吸引着人们的注意。1980年11月12日,旅行者1号到达所谓的“环状行星”。土星就是这样被人们所熟知的,在科学家们了解到其他气态巨行星也有环状结构之前。

九个月后,旅行者2号于1981年8月25日也到达土星。这两艘飞行器向地球发回了高分辨率照片和数据,这些照片和数据为这颗行星以及它备受赞赏的光环提供了新的信息。探测器还返回了其他科学观测结果,这些结果深刻地改变并增加了人类对土星的了解。

旅行者1号发现土星上层大气中7%的体积是氦,而其余大部分是氢。事实证明,土星是太阳系中唯一密度小于水的行星。用一位未具名的美国宇航局撰稿人的话说,这意味着,如果不太可能找到足够大的湖泊,

土星会漂浮在上面。这是一个令人印象深刻的意象。说到图像,旅行者号拍摄的土星照片显示出比木星明亮的条纹和漩涡更细微的色彩对比。在这些照片中,这颗行星被暖色调的条带环绕,在其他情况下,我们可能会称之为土色。

棕褐色和橙色的图像让人联想到一个圆形的陶土碗在一个陶工的车轮上旋转。但不出所料,土星照片的真正主角是这颗行星巨大而独特的光环系统。事实证明,这颗行星并非只有一个环,而是多个环,充满了无数的扭曲和转动。

此外,这些扭曲旋转的环状结构还伴随着许多较小的环状结构。在旅行者2号于8月11日拍摄的一张照片中,距离土星约860万英里,这些环在行星中部(赤道)周围投下明显的阴影。

旅行者号飞行器还记录了关于土星的信息,这些信息表明它是一个寒冷而多风的星球,至少可以说如此。东风以每小时约1100英里的速度吹拂,其强度足以使地球上最强烈的狂风显得微风习习。

相比之下,我们星球上记录到的最强风速约为每小时250英里,这意味着土星的狂风超过我们世界纪录的四倍多。同时,记录到的温度范围为-200至300华氏度,或约-130至180摄氏度。

有点冷。这些测量结果让我们了解到这颗气态巨行星是一个寒冷而狂暴的地方,位于我们太阳系的最远端。

与此同时,这颗遥远的行星以比我们舒适的家园更快的速度旋转,土星的一天只有10小时39分24秒,而地球的一天是24小时。旅行者号对木星和土星的任务已经取得了巨大的成功,为了进一步取得成功,

科学家们随后表明,旅行者2号可以继续前往天王星,其科学仪器仍在运行。这个机会太好了,不能错过。美国宇航局拨款更多资金以继续运行探测器。旅行者2号将成为唯一访问最外层气态巨行星的宇宙飞船。

那时,加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室(JPL)的飞行任务科学家和工程师们进行了一些听起来像科幻小说的工作。他们远程编程了这些在遥远太空飞行的飞行器,赋予它们超越其原始设计的新能力。

从数亿英里之外,他们更新了探测器,为它们的新任务做好了准备。因此,经过调整的旅行者2号于1986年1月24日接近天王星,这是距离我们太阳第七颗行星。探测器飞越天王星的云层顶部,发回了这颗气态巨行星的惊人照片。

以及其卫星和暗环的图像。除了数千张照片外,旅行者2号还传输了关于这颗行星的大气层、内部结构、磁场和其他特征的科学数据。

它揭示了天王星之前未知的11颗卫星,以及两个新的环,此外还有从地球上已经观测到的围绕这颗行星的其他环。它还使人们能够发现围绕这颗气态巨行星的强大磁场。宇宙飞船拍摄了这颗行星五颗最大卫星的详细图像,

告诉科学家们很多关于这些卫星的历史和形成的信息。它还测量了天王星上的一天,结果证明是17小时14分钟。随着所有这些发现和数据的涌入,以及远程编程的宇宙飞船仍然运行良好,美国宇航局不能就此止步。因此,美国国家航空航天局授权喷气推进实验室

继续执行前往海王星的任务。探测器于1989年8月下旬到达那个遥远的地方,那里距离太阳的距离是地球的30倍。那是它最接近天王星大约三年半之后,也是它离开地球12年之后。

旅行者2号以平均每小时约42000英里的速度到达海王星,这是它将接近的最后一颗行星,至少在接下来的4万年内是这样。在那里,对继续执行任务的投资再次得到了丰厚的回报,因为探测器对海王星进行了几个月的研究。

它的观测结果揭示了六颗卫星以及海王星周围的三个环。距离地球数十亿英里,旅行者2号飞越海王星北极仅3000英里。在天文距离上,这只是一小步。这是它除地球外最接近任何行星的地方。

就在五小时后,探测器飞越了海王星最大的卫星海卫一。这是一种告别,因为这是旅行者号任务将观测到的最后一个固体天体。但是,正如人们所说,每当一扇门关闭时,另一扇门就会打开。当旅行者号探测器离开最后一个行星系统时,

它获得了一个新的,如果可能的话,甚至更像科幻小说的任务:旅行者号星际任务。顾名思义,这项新任务是让旅行者号飞行器探索星际空间,即恒星之间的空间。

这个区域位于我们太阳主导的区域之外,位于其他恒星的区域之间,缺乏像行星或恒星这样的宇宙天体。但它并非空无一物,因为它包含了很久以前附近恒星死亡后留下的物质。像宇宙等离子体或带电粒子这样的物质。

令人惊讶的是,在离开地球几十年后,以及在它们计划报废之后,旅行者号探测器再次进行了远程重新编程。任务专家突破了科学的可能性界限,再次做到了前所未有的事情。他们的目标

让旅行者号继续传输来自我们太阳系之外的观测结果,从银河系深处进行测量并与地球进行通信。为此,任务控制中心关闭了探测器的一些科学仪器,因为它们不需要用于星际观测。这使得飞船有足够的电力继续运行。

1998年初,在旅行者2号离开海王星近10年后,它的孪生兄弟旅行者1号成为宇宙中距离地球最远的人造物体。到2004年,两艘旅行者号探测器都远远超过了冥王星,冥王星是传统上在我们太阳系中被认为最遥远的行星或小行星。但它们仍在我们的系统内,

因为它们仍然位于太阳磁场和超音速太阳风主导的区域。但不会持续太久了。它们仍然飞驰着,远离太阳,朝着银河系广阔的未知空间飞去。它们继续飞行,不可避免地向太阳影响力的外围飞去。

太阳风的速度从每小时数百万英里下降到每小时约250000英里。然后,它们继续加速,越过被称为日球层顶的边界。2012年8月,旅行者1号进入星际空间,距离太阳110亿英里。

这是人类创造的第一件离开我们太阳系的东西。旅行者2号于2018年11月紧随其后。两艘宇宙飞船现在都在银河系中飞行,收集来自星际空间的观测数据,令人难以置信的是,它们将这些数据发送回位于帕萨迪纳的地球操控人员。

探测器通过一种叫做深空网络的东西向地球传输它们的观测结果。这是美国宇航局遍布全球甚至轨道上的巨大无线电天线网络。该网络使用三个设施,这些设施均匀地分布在地球周围。一个在加利福尼亚州,另一个在西班牙,第三个在澳大利亚。

这些精心布置的站点允许操作员与宇宙飞船保持持续通信,即使地球在旋转。当一个站点失去与已经落到地平线以下的宇宙飞船的可见性时,就像白天变成夜晚一样,其他站点之一可以接管。

与旅行者号任务本身一样,深空网络也由位于帕萨迪纳的喷气推进实验室运行。该网络功能强大,不仅可以到达围绕我们太阳系飞行的宇宙飞船,还可以到达更远的地方。到达探索星际空间的旅行者号探测器。

探测器距离地球如此之远,以至于信号在它们和地球之间传播需要许多小时。对于旅行者2号来说,大约需要19个小时。随着时间的推移,旅行者号探测器的一些仪器已经停止工作。科学家们还远程停用了探测器上所有对保持其运行并非绝对必要的系统。

这使得解决探测器出现的问题变得更加困难。例如,加热器被关闭,远程维修在现在冰冷的飞行器上更加困难。但这使得继续进行飞行器的星际观测这一科学奇迹成为可能。

最近,在2024年10月,任务团队关闭了旅行者2号的等离子体探测器,以使这一奇迹持续更长的时间。等离子体探测器测量了探测器周围带电原子(称为等离子体)的数量。但由于飞船的方向与等离子体流动的方向相比,它收集的数据并不多。

飞船需要通过停用它来节省电力。这种节省使任务控制人员能够继续为船上仍在工作的其他几台仪器供电。利用它们记录和传输的观测结果,科学家们一直在研究太阳的磁场及其太阳风,以及该遥远区域的其他特征。

科学团队还在研究旅行者号关于宇宙射线和无线电发射的数据,这些数据似乎来自太阳领域和星际空间之间的边界。旅行者号宇宙飞船拥有足够的电力和燃料,可以使这些科学仪器中的至少一些在未来几年内继续运行。即使它们的电力和燃料耗尽,

它们的运动也会使它们继续沿着银河系中可预测的路径前进。旅行者1号正以超过150亿英里的距离远离地球,飞向恒星之间的空间。它的孪生兄弟正在不同的路线上前进,距离地球超过120亿英里。有一天,在它们的仪器沉默很久很久之后,它们停止与地球通信之后,