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科學歷史上的今天：旅行者2號飛越海王星30週年，這是人類的首次

由吾心戀戀正如痴發表于遊戲2021-10-19

簡介30年前，也就是1989年8月25日，美國宇航局（NASA）發射的“旅行者2號”探測器近距離飛越海王星，這是人類首次近距離觀察太陽系第八顆行星

海王星的衛星叫什麼

圖解：該海王星的照片拍攝於1989年8月25日，其時正處於旅行者2號最接近該行星不到五天時間。照片中顯示了一“大黑點”，海王星大氣層的一場風暴，以及伴隨風暴而來的是明亮，湛藍的雲斑。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

圖解：在氣態海王星上拍攝到的捲雲。

30年前，也就是1989年8月25日，美國宇航局（NASA）發射的“旅行者2號”探測器近距離飛越海王星，這是人類首次近距離觀察太陽系第八顆行星。同時也是最後一次：從那以後再也沒有別的人造飛船造訪過海王星，這標誌著“旅行者2號”探測器對太陽系四大行星木星、土星、天王星和海王星的偉大任務旅途的終點。

圖解：在旅行者2號掠過三天後的海王星和海衛一

“‘旅行者’號行星專案確實是一個向公眾展示科學的機會，我們每天都能學到一些新東西。”加州理工學院物教授理埃德·斯通（Ed Stone）說。自1975年以來，他一直是“旅行者”號專案的科學家。

圖解：海衛八(Proteus)的黑暗表面.

“旅行者2號”發現海王星包裹著藍綠色和深藍色的雲帶，看起來像是木星和土星的藍色調的兄弟，而藍色表示甲烷的存在。就像木星的“大紅斑”，其上巨大的暗灰色風暴被稱為“大黑斑”。“旅行者2號”還發現了6個新的衛星和4個光環。在這次探測中，工程團隊小心翼翼地改變了探測器的方向和速度，以便它能近距離飛越這顆行星最大的衛星——海衛一（Triton）。這次飛越展示了海衛一年輕的地質表層和活躍的間歇泉向天空噴湧物質的證據。這表明海衛一不僅僅是一個固態的冰球，儘管它的表面溫度是“旅行者號”觀測到的所有自然物體中最低的，只有零下391華氏度（零下235攝氏度）。

圖解：這幅全球彩色拼圖展示了海王星最大的衛星海衛一（Triton）。粉紅色的甲烷冰可能在衛星表面形成一個巨大的極地冰蓋，而這些冰上的深色條紋被認為是海衛一表面噴發的大量類似間歇泉的羽狀物堆積的塵埃。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

海王星飛越的結束標誌著“旅行者”號星際航行任務的開始，該任務在發射42年後的現在仍在繼續。“旅行者2號”和它的孿生兄弟“旅行者1號”（“V領行者1號”也曾飛越過木星和土星），仍然持續從太陽系的外層空間發回訊號。在和海王星相遇時，“旅行者2號”距離地球約29億英里（47億公里）；現在它離我們有110億英里（180億公里）。速度更快的“旅行者1號”現在距離地球130億英里（219億公里）。

Getting There 到達

當旅行者二號到達海王星的時候，旅行者號探測隊已經途徑五顆行星了。然而這顆巨大的藍色行星仍然展現出對於旅行者來說特別的挑戰。

海王星距日距離是太陽到地球的三十倍，因此這顆冰態巨行星的陽光接受量僅有地球的千分之一。基於海王星的低亮度，為了得到質量上乘的影象，旅行者二號的攝像頭需要更長的曝光時間。但由於飛行器的最大速度（相對於地球而言）將會達到60000英里每小時，即90000千米每小時，長時間的曝光會使成像模糊。（想象一下試圖從一輛飛馳的汽車車窗往外拍下一張路標的圖片，道理是一樣的）

所以旅行者號的隊伍的指令計劃讓旅行者二號的推進器在接近海王星的過程中緩慢點火，使其航天器旋轉來讓攝像機在沒有干擾航天器整體速度和行進方向的基礎上聚焦拍攝物件。

探測器與地球之間的遠距離意味著當旅行者二號到達地球的無線訊號比其他飛行器的訊號還弱。但是航天器有自己的時間優勢：各個旅行者號探測器透過深空網路（或稱DSN）與地球地面交流。這個網路利用位於諸如西班牙馬德里，澳大利亞的堪培拉，加州的戈登斯通等地的無線電天線進行運作。

1986年，在旅行者二號探測天王星期間，世界第三大的深空網路拋物面天線達到64米（約210英尺）寬。為了協助海王星的探測任務，深空網路將拋物面天線拓寬至70米（約230英尺）。不僅如此，深空網路還囊括了附近的非DSN的無線電以收集資料，包括一個位於澳大利亞博克斯64米寬（約210英尺）、以及多個地處新墨西哥州超大型列陣的25米寬（約82英尺）拋物面天線。

圖解：就在探測器最接近海王星之後，旅行者二號於1989年8月26日，拍攝了兩張這顆行星的行星環的圖片。海王星兩圈主行星環清晰可見，藉助長時間的曝光和來自太陽的逆光，它兩個較暗的行星環也能被看見。圖源： NASA/JPL-Caltech

這一努力不僅確保工程師們能清楚地聽見旅行者號，還增加了在指定時期被傳回地球的資料量，因而使得航天器能夠傳輸更多近飛探測時獲得的影象回到地面。

在1989年那次近距離接觸的前一週，NASA位於加州帕薩迪納的噴氣推進實驗室的氣氛令人興奮，該實驗室負責管理“旅行者號”任務。由於“旅行者2號”在接近海王星時拍攝的圖片要經過四個小時才能傳送到地球，任務團隊成員都會擠到實驗室的電腦前等著接收這些圖片。

”使旅行者與探測行星的任務與今日不同的箇中原因之一即為在那時（探測器發射），並沒有網際網路使得整個團隊協同整個世界在同一時間看到它們的照片，“史東說道，”那會影象只允許在有一定數量限制的地方可見。”

由於該團隊致力於將更新資料儘快公之於眾，所以從8。21至8。29的每一天裡，科學家們都將在新聞釋出會上同世界分享他們的發現。在8。24，自當天格林尼治時間（GMT）早上4點（即加利佛尼亞8。24當天下午9點）探測器與海王星最近一次接觸，一個名為“旅行者之夜”的節目便開始定期播送探測器的最新狀況。

第二天早晨，副總統丹·奎爾（Dan Quayle）訪問了該實驗室並對旅行者團隊人員給予了肯定。那晚，查克·貝瑞（Chuck Berry）的歌曲“約翰尼·B·古德”被刻在了旅行者金唱片上同旅行者一號，二號共同航行，該歌曲於噴氣推進實驗室的慶祝宴會上演奏。

圖解： (從左往右）查克·貝瑞（ Chuck Berry）和卡爾·薩根（ Carl Sagan），出席於1989年8月的由美國NASA噴氣推進實驗室舉辦的旅行者2號飛越海王星的慶典上。而貝瑞的“Johnny B. Goode”是截止目前為止是旅行者1號和2號搭載空間旅行中的黃金唱片裡唯一一首搖滾樂曲。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

當然，旅行者號的成就遠遠超出了30年前那個歷史性的一週。這兩個探測器都是在離開了日球層後進入星際空間的——太陽向外噴射的高速粒子流和磁場形成了環繞行星周圍的保護罩。

他們正在向地球報告這一地區的“天氣”和情況，這裡充滿了我們星系其他地方爆炸的恆星碎片。他們邁出了其他探測器沒有去到過的、人類進入宇宙海洋的第一步。