“先驱者11”号有望第三个进入星际空间

2019-02-12 16:03:22 来源: 科技日报

2018年12月,美国国家航空航天局(NASA)的“旅行者2”号(Voyager 2)航天器追随其姊妹“旅行者1”号的步伐,挺进星际空间,实现了这一历史性的壮举。

据美国太空网1月30日报道,目前业已发射的航天器中,只有5艘能迈出如此大的步伐,有实力进入星际空间。除了大名鼎鼎的“旅行者”号姊妹花外,其他3艘分别为“先驱者10”号(Pioneers 10)、“先驱者11”号(Pioneers 11)以及“新视野”号(New Horizons)。那么,哪艘航天器会率先进入星际空间呢?

根据这3艘航天器目前的行进速度、与地球和太阳的距离,如果日光层的变化保持稳定,“先驱者11”号将在2027年穿过日球层顶(日光层像气泡,日球层顶是日光层的边缘),进入星际空间。

太阳系的边界在哪

到达星际空间是一个里程碑,从某种程度上讲,可以被认为离开了太阳系。1990年2月23日,于1973年发射的“先驱者11”号成为第四艘飞越海王星轨道的航天器(1972年发射的“先驱者10”号于1983年做到这一点),当时《纽约时报》称,“先驱者”号航天器飞越海王星轨道,意味着它们离开了太阳系。

然而,参与“旅行者2”号任务的科学家可不这么看。相反,最近的测量结果认为,穿过太阳的日球层顶(太阳风层顶)——日光层的理论边界,是进入星际空间的决定性标志。日光层是由太阳产生的带电粒子组成的“气泡”,科学家用它来标记星际空间的起点。

但日光层非常复杂,其会随着太阳22年的周期变化,随着太阳风而不断变小和变大,并向太阳行进方向的后方伸展。所以,从地球上很难对日光层进行测量。目前,NASA的“星际边界探测器”(IBEX)任务正在努力确定这一“气泡”的边界在何处。

当“旅行者1”号和“旅行者2”号穿过日球层顶时,它们上面搭载的粒子仪器仍正常运行,观测数据表明,它们已经穿越了这一气泡区域。但还有研究人员认为,太阳除了被日光层包围之外,也被奥尔特云(Oort Cloud)所包围,奥尔特星云是一片由冰冻天体组成的区域,据估计,其范围从1000AU(天文单位,等于地球和太阳之间的距离,约1.5亿公里)到10万AU不等,远远超出日球层顶。因此,“旅行者”号航天器不算是完全飞出了太阳系。

“先驱者11”号或捷足先登

除了“旅行者”号外,未来哪艘航天器会捷足先登,进入星际空间呢?

由于日光层不断变化,所以科学家也很难说出“先驱者10”号、“先驱者11”号何时会进入星际空间,只能根据现有数据进行推断。

据NASA的《超越地球:深空探测编年史》书中记载,截至2017年11月5日,“先驱者10”号距离地球约118.824AU,是除“旅行者1”号以外距离地球最远的航天器。然而“先驱者11”号和“旅行者”号正朝着太阳行进的方向前进,“先驱者10”号正朝着太阳的尾侧方向前进。2017年的研究指出,日光层的尾部距离太阳约220AU。由于“先驱者11”号每年的行程约为2.5AU,因此,“先驱者10”号可能要到约2057年才能到达这个不断变化的太阳系边界。

该书还指出,截至2017年11月5日,“先驱者11”号距离地球约97.6AU。与它的双胞胎“先驱者10”号不同,这一航天器的行进方向与“旅行者”号大致相同。“旅行者2”号在距离地球约120AU时进入星际介质。由于“先驱者11”号以每年2.3AU的速度飞行,假设太阳系的边界不改变的话,它应该会在2027年左右进入星际空间。但其实,太阳系边界可能会改变。

至于2006年发射的“新视野”号的情况,它于2019年1月1日飞掠太阳系内的遥远天体“天涯海角”,而且其发射时间远远晚于其他4艘航天器。在飞掠期间,“新视野”号距离太阳43AU。该任务首席调查员艾伦·斯特恩说,该航天器每年行进约3.1AU。再过20年,它很有可能进入星际空间。因此,如果它与“旅行者2”号穿越相同的边界,将在2043年进入星际空间。

综上所述,如果日光层的变化保持稳定(这不太可能),“先驱者11”号将在2027年穿过日球层顶;“新视野”号紧随其后,于2043年完成穿越;而最先发射的“先驱者10”号将在2057年离开日光层。

“新视野”号可能电力不足

斯特恩说,如果“新视野”号能进入星际空间,并在那时仍正常运行(这是有可能的),它将为我们提供有关星际空间的详细信息。“新视野”号所携带的粒子探测器比“旅行者”号上搭载的粒子探测器强大得多。此外,“新视野”号还携带了一个灰尘探测器,可以提供对日光层以外区域的观察。“将尘埃探测器放入星际介质将是非常宝贵的经验。”

不过,斯特恩也指出,电力是“新视野”号要面临的一个大问题。“新视野”号的燃料是不断衰变的二氧化钚,这艘航天器的电力可供其工作到本世纪30年代末,目前其运行状况良好。(记者 刘 霞)

精选 导读

春节假期全国旅游接待总人数4.15亿人次

2019年春节假期,全国文化和旅游市场总体实现了“安全、有序、优质、高效、文明”目标。综合各地文化和旅游部门、通讯运营商、线上旅行服务商的数据

发布时间: 2019-02-11 10:32
要闻   2019-02-11

瞄准汽车、家电和5G 促消费 24条新举措来了

国家发改委等十部门近日联合印发《进一步优化供给推动消费平稳增长促进形成强大国内市场的实施方案(2019年)》,提出六个方面24项具体措施。

发布时间: 2019-02-11 10:31
要闻   2019-02-11

2018年中国金饰需求增3% 零售网络向三四线城市扩张

世界黄金协会最新发布的《黄金需求趋势》显示,2018年的全球黄金需求同比增长4%至4345 1吨,与全球5年平均需求水平的4347 5吨相差无几。

发布时间: 2019-02-01 10:27
要闻   2019-02-01

河南警方破特大网络传销案:别墅查扣现金13亿 嫌疑人每天取

近日,河南许昌建安区公安局通报一起特大网络传销案。主要犯罪嫌疑人操纵网络平台,从事传销活动。截至目前,警方已抓获主要嫌疑人27名,查扣涉案现金高达13亿元。

发布时间: 2019-01-28 10:03
要闻   2019-01-28

就业态势稳 社保费率降 待遇有保障

1月24日,人力资源和社会保障部举行第四季度例行发布会。2018年的就业成绩,是怎么来的?稳就业,工具箱里还有哪些政策?社保费率降低后,

发布时间: 2019-01-25 09:53
要闻   2019-01-25

财政部回应社会关注的热点问题:钱怎么花 税怎么减 债

核心阅读23日,财政部公布2018年财政收支情况,并回应社会关注的热点问题:去年全国财政运行良好,财政支出结构进一步优化;2019年,我国积

发布时间: 2019-01-24 09:53
要闻   2019-01-24

标准化、减量化、可循环…… 快递包装“绿起来”

如今,快递已成为生活和工作中的必需品了。随着快递包裹量的几何数增长与快递物流业相关的环保问题也日益突显。国家邮政局近日发布了《快递

发布时间: 2019-01-23 09:48
要闻   2019-01-23

春运40天预计客流突破4000万 三大火车站发送40万人

IMF分别下调今明两年全球经济增速预期至3 5%和3 6%,维持对中国6 2%的增速预期。

发布时间: 2019-01-22 10:20
要闻   2019-01-22

11个城市试点中选药品价格平均降52%

药品如何降价不降质?对中选企业和中标品种采取两个“全覆盖”:省级药监部门对中选药品现场检查全覆盖,专门药品检验机构对中选药品质量检验全覆盖。

发布时间: 2019-01-18 10:14
要闻   2019-01-18

新一轮全国降低社保费率提速 专家建议降5%左右

为企业减负是今年政策的重点,1月16日,人力资源社会保障部副部长邱小平在国新办新闻发布会上指出,要加快研究降低社会保险费率的实施方案,支持企业稳定发展。

发布时间: 2019-01-17 09:33
要闻   2019-01-17