飞出太阳系的人造物,它们是人类文明存在过的唯一证据!
2023-06-03 来源:旧番剧
距今180万年前,直立人走出非洲大陆,海德堡人往东北方向,尼安德特人往西北方向,欧亚大陆被陆续探索,世界变得越来越宽广。时间来到1492年的热那亚共和国,40岁的航海家克里斯托弗哥伦布受西班牙女王派遣,带着印度君主和中国皇帝的国书,率领三艘百十来吨的帆船,从西班牙巴罗斯港扬帆起航,向正西航行,经过70昼夜的艰苦航行,最终在10月12号凌晨发现了美洲大陆。

人类探索世界的脚步从未停止,从沙漠到绿洲,从高山到平原,当陆把地球走了一圈后,人类忽然抬头那一刻,就像猩猩朝蓝天扔起一根大棒骨。
时间来到1957年,美苏冷战如火如荼,为了秀肌肉,双方展开了一场疯狂的太空竞赛。1957年10月4号,苏联先发制人,斯普特尼克1号人造卫星以每秒29000公里的速度脱离地球引力,成为第一个进入外层空间的人造物。这个直径58厘米,重量83.6千克的铝合金圆球,工作了22天后,便于1958年1月4号坠入大气层烧毁。这是斯普特尼克1号的一小步,但却是人类的一大步。因为从这里开始,人类探索世界的方向第一次从横向发展为纵向。
01、最彪悍的探测器
因为斯普特尼克1号的发射,美国人很慌。要知道苏联人能把卫星放入预定轨道就能把核弹头放到华盛顿。还没等美国人缓过神来,1961年4月12号上午9:07,苏联宇航员尤里加加林就乘坐上东方一号飞船,成为了第一个进入太空的地球人。第一个发射卫星的名额和第一个送宇航员进入太空的名额全部被苏联人用掉,美国想超越的话只能来点够猛的。
1969年7月20号,美国阿波罗第11号飞船成功登月,尼尔阿姆斯特朗走下飞船,成为了第一个登上月球并在月球上行走的地球人,至此美国人成功扳回一局。太空竞赛越来越激烈,卫星、飞船、登月的第一次都被拿下,接下来的挑战,就是看谁飞的更远。

时间来到1977年8月,NASA启动了太空飞行史上最伟大的冒险。两艘无人驾驶太空探测器升空,它们的任务是探索太阳系的远端空间。木星、土星、天王星、海王星,单单飞到距离8亿公里的木星就花费两年时间。在此之前,没有任何航天器能飞到比火星更远的地方,飞到火星本身就很难。原因很简单,火箭的推力不够,不足以使航天器摆脱太阳引力从而逃离太阳系。而即便有了更大推力的火箭,想飞到天王星,也要花费半辈子的时间。至于飞到太阳系以外,简直遥不可及。
时间回到1961年,25岁的迈克尔米诺维奇正在加州大学洛杉矶分校读博士。在迈克尔小学4、5年级的时候,他就找到了科学的秘密,科学的秘密就是数学。迈克尔给了自己一个挑战,他要解决太空探索中最难的难题。数个世纪以来,世界上数学家无人能解,他叫做“三体问题”,天文学家们早就已经知道小天体的轨迹会受到大天体的影响。例如,彗星的轨道会被木星一次又一次改变,问题的关键是如何准确的预测小天体的轨迹。
这个问题不解决,即便造出来再强大的火箭,飞出去也是无头苍蝇一样。
1961年之前,大家普遍认为这个问题是不可能准确预测的,幸运的是,加州大学洛杉矶分校有当时世界上最快的计算机。而麦克尔很好的利用了它,麦克尔用这台计算机对数千个可能的方向以及速度进行预算,尝试求解。这无论对学校还是对这个年轻学生来说都是风险很大的赌注。IBM7090开机一个小时学校就花掉1000美元。
一年后,迈克尔来到NASA喷气推进实验室,拜访拥有当时太阳系最精确数据的专家们。科学家用迈克尔的方法测试了4-5种轨道类型不同的太空相遇,实验的结果是每个问题都得到完美解决。最最神奇的是,迈克尔在解决“三体问题”的过程中,还发现了一种利用引力驱动航天器的办法。使其比以前飞得更远,这就是我们现在所熟悉的引力弹弓。

航天器从足够近的距离上,用与行星公转相同的方向飞过它,借此“偷走”一部分能量。从地球发射后,一个星球接一个星期的连续飞行,飞向木星的时候被甩出,借此到达土星,工作完成后再被土星甩出。这样一直甩一直甩,几乎不费力就能到达天王星。“三体问题”的解决和迈克尔的引力弹弓将不可能变成可能。下一步就是看看哪条路最好走。
02、176年一次的机会
时间来到1965年,NASA喷气实验室雇了个假期学生,让他清点到达行星的可能路线。加里弗兰德罗当时在攻读学位,得到这份工作后觉得是个闲差,因为自己就像被晾在了一边一样。弗兰德罗不紧不慢,悠闲地拿起铅笔直尺开始画一系列行星将会出现的位置图,画图的时候,弗兰德罗并未察觉到什么,直到标注上日期,才惊讶的发现:木星,土星,天王星,海王星很快会同时出现在太阳的同一侧。并且同时出现在大致的位置上,这意味着航天器只要赶上这次机会,就能一次遍历所有行星。而这个机会下一次出现的时间是176年后。
良机不可失,NASA马上推进项目,准备来一场前所未有的太空大旅行。以前我们只能通过望远镜模模糊糊看个大概。这次不一样了,能近距离观察这些神秘的星球,从地球出发,两年到达木星,再两年到达土星,九年后到达天王星,12年后到达海王星,也就是说,旅行者号至少要工作12年。在此之前,NASA还从未制作过工作时间超过几个月的航天器。

在接下来的5年中,NASA的工程师们突破重重困难,发明和实现了众多新技术。数学问题被解决,技术问题被解决,眼看马上就要到1977年,可是他们还有一个问题亟待解决——钱!
03、爱讲故事的年青人
时间回到1934年的纽约。一个俄罗斯移民的普通犹太家庭迎来了家里的小儿子卡尔萨根,父亲萨姆是附近制衣厂的裁衣工,母亲蕾切尔是一位地道的农家妇女。一家人住在简陋的公寓里,生活算不上富裕,但也算不上贫穷。卡尔萨根5岁那年,跟着父母参观了纽约世界博览会,小家伙完全被震撼到了。这里的一切都是那么的不可思议,尤其是展出的时间胶囊更是让他兴奋不已。
卡尔萨根长大后去了NASA,他要探索外太空。他觉得太阳系的其他行星上一定存在着生命。前面说过,NASA没有足够的资金支持这次大旅行计划,所以为了得到进一步的资金支持,他们需要向国会和大众说明这个项目值得更多的投入。旅行者号需要一个发言人,一个将它的传奇太空探索故事转述给全体美国人民的发言人,什么样的发言人最合适呢?
正儿八经的长篇大论肯定不行,没人愿意听这个,一定要激发公众的想象力,表示这个项目是一个极具魅力的事。就在这个时候,开发团队里一个特别爱讲故事的小伙子冥冥之中被选中。他叫卡尔萨根,简而言之,卡尔萨根向公众传递的信息就是,我们有可能找到外星人。你说还有什么比这个话题更刺激?旅行者号将永远离我们远去。卡尔提出一个非同寻常的主意,在两艘航天器上放置来自地球的信息,也就是我们家喻户晓的金唱片。

还记得卡尔萨根小时候看过的时间胶囊吗?金唱片正是一份宇宙时间胶囊。这是一份地球居民给其他文明的录音和问候,包括巴赫的音乐和科技层面的对话。音乐最能表达人类的情感,音乐里有欲望,有激情,有希望,有人类可以表达的一切。正如预想的那样,金唱片登上旅行者号的信息彻底点燃了大众的想象力。但是旅行者号到达首个行星要花两年时间,在此之前,没人知道本次任务是否成功。
04、不老实的木卫一
时间来到1979年4月,旅行者号抵达首个目的地——木星。在旅行者号到达之前,天文学家只有一些木星及其卫星的模糊图片。而这次切切实实清清楚楚的看见那个巨大的风暴眼吞进一些云后又吐出一些云。整个大气疯狂搅动,永不停歇。科学家猜测其能量来于木星高温高压的液态金属内核。这样的内核当然也有强大磁场,木星的磁场是地球的1万倍,这对旅行者号来说显然有点麻烦。因为旅行者号的其中一项任务就是靠近木星的四大卫星之一、体积最大的木卫一。
伴随着辐射产生的无线电信号录音,旅行者号发回了它的侦测结果,导航工程师琳达收到照片磁带,画面中除了木卫一之外竟然还有个东西,看上去是个卫星,但理论上那个区域不该有卫星。排除到种种可能后,琳达仔仔细细研究了一番,发现这个巨大的怪东西竟然是个火山。一个喷射高度高达270公里的火山!木星巨大的引力时而拉扯时而挤压,使得木卫一内核升温,内部是个液态,这非常出乎意料,因为木卫一只是一颗小卫星而已。

这个发现是科学家对外层空间模式的认识有了重大改变,原来推测那里极冷并且一片死寂,现实完全相反。旅行者号和木星的相遇大获成功,卡尔萨根主持了一场电视直播的庆功会。卡尔萨根说,他们是20世纪末发生的重大历史转折的见证,我们第一次能够根据现实情况而不是神话进行了解。离开木星,旅行者号继续前进,目标是16亿公里外的土星。
05、失败的打击
时间来到1981年。距离旅行者号拍摄到惊艳的木星照片已经过去两年,全美都在期待土星以及神秘的土星环。旅行者团队为本次相遇做了精心准备,因为本次探测器掠过土星的时间窗口极小,只有几个小时的时间。为了收集到足够多的数据,科学家必须提前安排好探测机的相机指向到底是拍土星还是拍卫星?如果拍卫星,要拍哪一颗卫星,经过讨论团队最后决定既不拍土星也不拍卫星,将相机对准土星环。相遇前几天,大家就在做准备,保证观测数据大量涌入的时候能及时应对。所有人都对观测到的新东西无比激动,最后甚至没人睡觉。
土星环有一种叫辐条的特殊现象,空间尘埃碎片在环上微微凸起,这引起了一位年轻研究生的特别注意,卡罗琳被这类幽灵般的东西深深吸引住。她将照片仔细分类,有辐条的一组,没辐条的另一组,并在照片上加了时间标签。用计算机对比后,卡罗琳惊讶的发现福条并非随机零星出现,它有固定的出现周期,在土星的磁场作用下绕着土星旋转。这是卡罗琳的第一个科学发现,她永远记得当时的心情。
旅行者号发射四年以来取得了异乎寻常的成功,新发现一个接着一个,团队决定让两颗探测器分道扬镳。旅行者一号临时调转方向,去看看,土卫六、泰坦。泰坦实在魅力无穷,它的大气构成非常像地球。人们普遍认为泰坦上甚至可能隐藏着原始生命,不过让旅行者一号调转方向需要付出巨大代价。

如果飞过泰坦,要牺牲旅行者一号的大旅行计划,为了这颗迷人的卫星,旅行者一号的朝向将会指向太阳系平面之外,也就是说,看完泰坦后,旅行者一号将不会再遇到任何行星。然而飞越泰坦的最终结果令人失望。旅行者一号的相机不能穿透泰坦的大气层,所以这次冒险完全失败。泰坦是旅行者团队遭遇的首次失败。控制室里每个人的脸上都写着沮丧,只能眼看着旅行者一号飞向远方。
06、孤独的蓝星
时间来到1986年1月。旅行者二号离开土星五年了,很快叫抵达天王星,而此时问题却随之出现。旅行者号最初的计划是在15亿公里外的土星处运行,而天王星都已经30亿公里了。这里的阳光极为微弱,不是不能拍照,只是拍了也是一片黑,什么都看不到。理论上可以延长曝光时间,但探测器在高速运动延长曝光时间的结果就是,照片会糊掉。
团队最后决定为相机重新编程,将其快门速度调整到适当的值来补偿探测器运动对拍摄造成的影响。事情进展的很顺利,旅行者二号传回了清晰的天王星照片。但这些异常清晰的、来自30亿公里远的照片,透露了信息却少得可怜。天王星没有内部热源,也或者说因为某种原因已经冷却,它的大气平静的很,平静的有些凉。
如果说天王星多少有点令人失望,其卫星却再次给我们带来惊喜。天王星最小的卫星米兰达看上去是个七巧板。上面有许多大而复杂的赛道,像是自己破碎后自己又把自己拼接了起来。

07、一秒钟的观测窗口
飞跃天王星后,旅行者二号直奔着海王星飞去。这一去就是三年20亿公里。海王星是太阳系最后的大行星,即使有最强大的望远镜也很难看清那里的神秘世界。因为高速飞行和倾角的关系,旅行者二号的观测窗口会前所未有的窄。有多窄呢?只有一秒钟。导航系统如果预判对了,一切都好,如果预判错了,就再也没有第二次机会。团队不仅需要将一艘已经飞行了12年的探测器,给以秒级精度的导航定位,为了保证科学探测正常进行,还要提前两周发布这个距离地球50亿公里远的星球的天气预报。我们都知道天气变幻莫测,我们自己头顶这片云都测不准,别说50亿公里外的星球了。
时间来到1989年8月12号。旅行者二号在海王星北极5000公里处嗖的一下飞过,令人惊奇的是,这颗距离太阳最远的大行星是活的!白云在大气层飘荡,外层是深邃的蓝色,像极了地球。海王星给我们的惊喜不止如此。当旅行者二号传回海卫一察东的照片后,科学家直摇头,完全可思议!察东的温度极低,只有绝对零度之上40度,星球的大气是氮,被冻结成了固态氮。即便如此,也还有间歇性的喷泉,喷发时高度有几公里。要知道这里距离太阳有50亿公里远。

08、太阳系全家福
旅行者二号艰难地到达了太阳系的极限,他揭示的不仅仅是行星本身,而是包括环和卫星在内的整个系统,这一切都远超我们的想象。旅行者二号在1989年传回了最后一张照片,照片中是海王星的月牙和海卫一察东的月牙。自此,旅行者二号的大旅行任务完美完成。同时我们也不能忘记旅行者一号,它正向太阳系平面之外飞去,尽管已不再能和任何行星相遇,但NASA的科学家们还是给了他最后一项特殊任务。
因为旅行者一号在太阳系平面之外,所以它能观测太阳系所有行星。还记得那个特别爱讲故事的小伙子吗?那个给旅行者号装备上时间胶囊的科学家。现在想一张全家福,一张太阳系全家福!
1990年情人节,在离开地球13年之后,在距离地球60亿公里远的地方,旅行者一号接到命令,回头咔嚓一声,拍下了太阳系的第一张全家福,照片中的地球只有针尖那么大看都看不清,但就是这个小蓝点,这就是我们居住的家。拍完全家福,旅行者一号关闭了相机,不过任务还没结束。45年以来,它们以每秒16公里的速度飞快离开,它们所用的70年代的技术仍能继续工作。非常寻常的是,它们在距离地球数百亿公里之外,还在不断发回新的太空消息。
2012年底,旅行者号穿过太阳风的边界进入前方的银河系,这是人类制造的物体首次达到如此成就。旅行者号的远去不是结束,而是揭开了人类探索宇宙的全新篇章,喷气推进实验室的团队成员们,也在旅行者号与行星的穿梭相遇中走过自己的半生。时至今日,那两张金唱片依然固定在探测器的两侧。太空深处空空荡荡,环境良好,它们会比金字塔存在得更久,比我们人类存在得更久,甚至地球都不在了,它们仍然存在,它们是证明我们存在过的唯一证据。

客观地说,在浩瀚的宇宙之中,它们被其他文明截获的可能性几乎为零。不过金唱片能否向其他文明传递什么这并不重要,重要的是,他对我们自己表达了什么?卡尔萨根说,金唱片有两类听众,一类在外星球;一类在地球上。我们每个人不妨都思考一下,我们希望外星文明看到并为之骄傲的文化究竟是一种怎样的存在。来自遥远暗淡蓝点的人类物种,是在相互战争屠杀、诋毁谩骂,还是在为生命歌唱,天下大同一家。
来源:白兰地