227亿公里外的旅行者1电力持续衰减,4年后或与美国失去联系
每当国人聊起嫦娥5号和天问1号的时候,除了无比自豪外,有时还会对太空进行一番幻想,尤其是太阳系之外的星际空间,那里究竟有什么?是否比太阳系内的空间还要黑暗,还要空旷?是否跟科幻大片中的场景一样,到处都是外星飞船,正以超光速在繁忙飞行,而太阳系恰巧是一个被外星人所遗忘的星系?
相信每个人都想去星际空间看一看,太阳系外的世界到底是个什么样子?那里会和想象中的一样吗?漆黑如墨,伸手不见五指,回望太阳系时,太阳是否变得只有针眼那么大,这里的温度是否低到了极点,几乎接近绝对0度等等。
但是以现在的科学技术,人类无法亲自来到星际空间,不过一艘飞船正飞行在星际空间中,速度快到每秒17公里,简直可以说是超级速度,由于是依靠惯性力飞行,所以没有耗费一丁点的能量,这艘飞船就是众所周知的旅行者1号。
说起旅行者1号,相信很多人对这艘星际飞船有一定的了解,它是美国人的骄傲,也是全人类的骄傲,要知道从上个世纪七十年代发射开始,它已经安然地在外太空中飞行了43年06个月,试问在这个世界上,还有哪个国家航天器的寿命能够超越它呢?
最让人钦佩的是,旅行者1号摆脱了太阳引力进入了星际空间,成为了人类首个进入星际空间的人造物,创造了航天记录,将被载入史书,证明了人类不仅仅只局限于太阳系内,还具备探索星际空间的技术,具有里程碑意义,但现在旅行者1号的电力在持续衰减。
根据美国宇航局的实时数据显示,旅行者1号还在不停地向外飞,与太阳的直线距离达到了227.68亿公里,知道227.68亿公里是多远吗?以光速的速度从旅行者1号在身边飞回地球,也需要21小时5分和15秒,远得有点可怕。如果以这种距离肉眼观看太阳,估计太阳小的只有针尖那么大,而我们的地球肯定小得完全看不见了。
手机进入偏远山区后信号会变差,所以有人对旅行者1号感到很疑惑,距离如此遥远,为什么还可以与地球保持通讯呢?这是因为旅行者1号携带了两大“神器”,一大神器就是核电池,另一大神器就是高增益卡塞格伦天线,这两大神器即便拿到2021年的今天,也算得上是非常的先进。
说到核电池,很多人会第一时间想到核电站,旅行者1号的核电池跟核电站的原理完全不一样,它实际上依靠的是放射性元素钚-238的衰变,钚-238被制作成球状,然后放在一个密封的放射性同位素热电发生器(RTG)内,钚-238衰变释放出大量热量,RTG内的热偶装置将热能转化为电能。
我们知道放射性元素是有生命周期的,随着时间的推移,能量越来越小,钚-238的半衰期为87.7年,也就是说钚-238在87.7年后能量减少一半。旅行者1号在刚开始发射的时候,核电池能够产生470瓦的电力,但是随着时间的推移,电力在持续下降,2025年后,由于电力不足,可能会与我们失去联系,也就是说4年后或与美国失去联系。
到2025年,旅行者1号只有47岁,为什么这么快就失去了电力呢?不是说钚-238的半衰期为87.7年吗?到2025年,应有当初70%的电力才对呀?其实主要问题出在热偶装置上,设备的老化,让热电转化效率越来越低,即便钚-238还在,又有什么用呢?
旅行者1号与地球通讯光靠电力是不行的,还需要一个专门用来通信的设备才行,高增益卡塞格伦天线可以说专门为旅行者1号量身打造的,塞格伦天线直径为3.7米,功率巨大,能以2.3赫兹和8-4赫兹的无线电频率向地球传送数据,地球则以2.1赫兹的频率向旅行者1号传送指令。
可能有人很奇怪,为什么无线电能在太空中传这么远?主要原因是无线电波和光波原理差不多,只不过无线电波波长比较大,光波波长比较短,光在太空中传播衰减极少,我们能看到数亿光年外的星光,说明光在空中传播了数亿年却还在继续传播。同理,无线电在太空中传播起来也很少衰减。
总之,旅行者1号还在继续向外飞行,距离记录也在不断地刷新,但由于电力持续衰减的原因,2025年与美国失去了联系,旅行者1号还会保持当前的方向和速度,继续飞行下去,因为匀速在星际空间中飞行,本来就不需要能量。有趣有料的科学内容请关注唯一的
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- 编辑:刘卓
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