人類之使者——旅行者二號的一生

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同樣是起源于科學家們對于探測水星的向往，1965年，JPL的軌道工程師認識到，通過使用金星進行正確的引力彈弓，只需要少量的燃料就可以讓探測器轉(zhuǎn)向水星。水手十號的成功，更加燃起了科學家們探測外行星的興趣。研究生Gary?Flandro研究了其可能性，并發(fā)現(xiàn)20世紀70年代的后半期有很多通向外行星的機會。實際上，他發(fā)現(xiàn)20世紀70年代的后半期，外行星有序的排列在一片狹窄的區(qū)域內(nèi)，只要通過一次發(fā)射，就可以一次性探測幾顆系外行星。這種機會十分難得，每167年才能遇到一次。

最終，三個方案被確定下來，分別是：

1.?木——土——冥

2.?木——土——天——海

3.?木——天——海

從工程設計角度看，方案1、3的飛行時間較短，探測器更有可能在到達冥王星和海王星時繼續(xù)正常工作。而顯而易見，方案2可以飛掠更多的行星，在科研探測上擁有更多的吸引力，但其飛行時間更長，更為危險的是，方案2的彈弓路線必須要穿越土星星環(huán)，增加了與土星環(huán)物質(zhì)碰撞的風險。

Gary?Flandro最終把他的發(fā)現(xiàn)告訴了JPL首席科學家Homer?JoeStewart，最終，此計劃被命名為“大旅行”。

（JPL——Jet Propulsion Laboratory——噴氣動力實驗室）

旅行前的準備

1968年，NASA在仔細地計算了“大旅行”任務軌道的可行性后，才正式開始實施此計劃，最終，JPL提出的“大旅行”方案如愿勝出，初始命名為溫差發(fā)電外行星探測器（TOPS），擁有兩組垳架，其中一組安裝RTG，科學載荷則安裝在另一側(cè)。

JPL計劃設計四個TOPS，每兩個分別使用方案1、3路線進行探測。

20世紀60年代，隨著阿波羅登月經(jīng)費的下調(diào)，NASA的預算也在急劇減少，更何況此時還有計劃同期發(fā)射的海盜號探測器，正在研究的木星軌道器（即后來的伽利略號）。除此，空間科學委員會的科學家們還進行游說以建造一個大型空間望遠鏡（即后來的哈勃望遠鏡），更有著政府心心念念的航天飛機。多個大項目同時爭搶著為數(shù)不多的經(jīng)費。雪上加霜，空間科學委員會的科學家們也都認為“大旅行”計劃過于冒險，經(jīng)費也一定會超過十億美元。在殘忍的競爭下，“大旅行”任務的優(yōu)先級降至最低，關于“大旅行”的計劃被全部取消。

重新開始的旅行

僅僅在“大旅行”計劃取消六周后，此計劃又被恢復。JPL也給空間科學委員會提供了一個更加簡單、可靠、廉價的任務建議書，并建造兩個相同的探測器。另外距離發(fā)射時間還有五年，JPL有把握高質(zhì)量完成設計任務。同年7月，NASA邀請科學家為科學載荷提出建議，最終在77個方案中，選出了九個科學載荷，最后又增加了第十個。

（實際上，當你聽見167年才能遇到一次這樣一次飛掠所有系外行星的窗口，無論是誰，都會認為這次窗口不容錯過。這個“名號”，也是“大旅行”計劃再次實施的重要因素）

設計早期，先驅(qū)者10號的木星飛掠為“大旅行”探測器的設計提供了重要參考，它對木星的探測表明，木星的輻射強度是我們預想的上千倍。探測器安裝上了防輻射板，所有電子元件都設計成能夠承受預期輻射的兩倍。與此同時，科學家也計算了超過一萬條軌道，選擇出了最具可行性且最有探測意義的一條。其中土衛(wèi)六（泰坦星，不是滅霸老家）、木衛(wèi)一（伊奧）被認為是最有趣的衛(wèi)星。

（事實上，兩個探測器中，如果第一個探測器出色的完成了任務，第二個探測器也可以執(zhí)行擴展任務——飛完土木順便把天海飛了，NASA對此很感興趣，但告訴JPL不要對外宣傳，所以當時人們認為這只是一次土星和木星的探測任務）1977年，在流浪者、朝圣者、行星旅行號等多個名稱中，最終選出了我們所熟知的“旅行者”這一名稱。（實際上，曾經(jīng)有過旅行者號火星探測器的計劃，但后來被取消了）

旅行者的能力

旅行者號的主結(jié)構是一個十邊形的鋁制平臺，直徑1.88米，高0.47米，電子器件和系統(tǒng)都在艙內(nèi)，并搭載一個直徑0.71米的球型儲箱，可以裝上104千克的肼燃料，配合16臺推力0.89牛的推力器以提供190m/s的Dv。而外部布置則和上文所提到的TOPS一致，科學載荷如下圖所示：

RTG能在初期產(chǎn)生450W的電能，而探測器頂上的超大號高增益天線則可以在飛掠木星時提供115.2kbps的高傳輸速率。有別于以往的探測器，旅行者號采用了三軸穩(wěn)定系統(tǒng)，不需要自轉(zhuǎn)來保持穩(wěn)定，它的天線可以總是指向地球，燃料也從過去的壓縮氮氣變?yōu)殡?，極大地提高了推力器的效率。

人們所最為熟知的就是旅行者號上的金色光碟，保存著地外文明所能譯出的消息，更有一個由超純鈾238打造出來的任務計時器，可謂是土豪加黑科技了。光盤中，我們可以聽見地球之聲：來自世界各地的語言、經(jīng)典音樂、大自然的聲音……有興趣的可以點擊下方鏈接聽一聽：

https://music.163.com/#/song?id=28631302

旅行，啟程了

JPL建造了三個旅行者號航天器，分別命名為VGR77-1、2、3。一共有兩個航天器將發(fā)射，剩余的一個進行替代。1977年，在把三個航天器運至卡納維拉爾角之后，本將作為旅行者2號的VGR77-2航天器在測試中發(fā)現(xiàn)兩臺計算機出現(xiàn)錯誤，所以使用了VGR77-3進行替代。1977年8月20日，土木天海軌道窗口打開約三十天的時間。

隨著引擎的轟鳴，大力神3E火箭搭載著旅行者二號在移動發(fā)射平臺的支撐下緩緩向著發(fā)射臺移動。大力神3E是在Atlas之后，航天飛機之前，一款具有強大運力的高軌運載火箭。它在大力神火箭傳統(tǒng)的一二級上，搭載了強大的半人馬D1-T上面級，但這還不夠。為了到達木星，半人馬上面級之上更搭載了一枚Star-37E固體火箭，幫助旅行者號飛往木星。

點火前，大力神3E火箭的一個閥門被卡住，幸好在發(fā)射前被即使解決。1977年8月20日14時29分44秒，旅行者二號開啟了它的旅程！

迎著早晨的驕陽，旅行者號飛向了太空，進入了高度約180千米的近地軌道。在停泊軌道停留了43分鐘之后，半人馬上面級開始點火逃逸地球，關機后，旅行者二號開啟了它的推力器以便調(diào)整姿態(tài)，與此同時，Star-37E上面級分離并進行點火操作。15時43分，旅行者二號分離，固定在Star-37E上面的其中兩個支撐支架平穩(wěn)展開。旅行者二號最終進入了近日點1AU，遠日點6.28AU的日心軌道，并將在1979年7月到達木星。

（旅行者二號的發(fā)射時間是早于旅行者一號的，因為其軌道速度較慢，到達木星的時間比旅行者一號更晚，所以命名為二號而不是一號）

盡管各種展開機構和天線都順利解鎖，但唯獨沒有收到掃描平臺展開到位的信號，但最終通過晃動的方式使之鎖定。

旅行初期的困難

發(fā)射十天之后，旅行者二號開展第一次點火修正，但發(fā)現(xiàn)其推力值低于技術要求，這是因為發(fā)動機的遮擋比預期更加嚴重，只能提前每個機動節(jié)點的時間才可以有足夠的燃料飛往天王星和海王星。此外，還可以讓星敏感器對準天津四以減少光壓對探測器軌道的擾動。旅行者二號的教訓，給旅行者一號的完善工作提供了方向。

在旅途的過程中，工作人員也遇到了很多問題：拋掉紅外光譜儀的時候姿態(tài)出現(xiàn)短暫時空，或者是粘合材料在太空中結(jié)晶導致光學儀器遭輕微污染。

粗心的是，在轉(zhuǎn)移到木星的過程中，工作人員的注意力全部都集中在旅行者一號上，導致工作人員忘記給旅行者二號發(fā)射遙測指令。1978年4月5日，因為旅行者二號已經(jīng)一個星期沒有收到地面指令，根據(jù)預先程序，旅行者二號的計算機認為主接收器失效了，便切換到備用接收器，但備用接收器的頻率跟蹤環(huán)路的一個電容器失效，在多普勒頻移和溫度變化的影響下，接收器的接收信號在不斷變化。半天之后，因為備用接收器也沒有接收到任何信號，旅行者二號的計算機又把接收器換為主接收器，但又雙叒叕出現(xiàn)了問題，主接收器激活不到三十分鐘就遭遇電源短路。七天之后，因為主接收器仍沒有接收到任何信號，計算機又自動把接收器換到備用接收器。幸運的是，科學家們開發(fā)了可由計算機控制的振蕩器，并模擬了可能影響頻率的各種情況。最終，旅行者二號回歸正常。

旅途的第一站——木星

由于旅行者二號比旅行者一號更晚抵達木星，旅行者二號的任務主要是補充觀測。另外對木衛(wèi)二展開旅行者一號沒有的近距離觀測。

從圖中可以明顯看出，旅行者一號因為其更快的軌道速度而更早到達木星從而需要更低的飛掠高度以到達土星，所以者給旅行者一號提供了木衛(wèi)一近距離飛掠的機會，但卻不能進行木衛(wèi)二飛掠。所以，木衛(wèi)二近距離飛掠的重任就交給了旅行者二號。但一次驚奇的發(fā)現(xiàn)，使本來遠距離飛掠木衛(wèi)一的旅行者二號又把視線聚焦在木衛(wèi)一上。

3月8日，旅行者一號的木星探測逐步結(jié)束。為了讓導航能精確定位以飛向土星，旅行者一號在工作人員的操控下進行了一個華麗的轉(zhuǎn)身，并開展對木衛(wèi)一的長時間曝光以測量木衛(wèi)一相對于其他恒星的位置。拍好的圖像交給了導航工程師Linda?Morabito進行研究，她必須盡可能多地找出恒星。但她驚奇的發(fā)現(xiàn)，木衛(wèi)一的邊緣出現(xiàn)一個隆起的地方，看起來像是一顆被遮擋了一部分的衛(wèi)星，但她很清楚，這個地方不可能不出現(xiàn)衛(wèi)星。

之后，她與同事們進行了深入研究。最后，一位來自成像組的成員宣布這是來自于木衛(wèi)一邊緣的一座火山噴發(fā)出的羽流。最后科學家們一共找出了八座活火山。這個發(fā)現(xiàn)也許是整個任務中最重大的發(fā)現(xiàn)——這是人類第一次在地球之外發(fā)現(xiàn)了活火山，解釋了木星中硫和氧的來源。

1979年7月2日，旅行者二號第一次穿越木星的弓形激波。同時馬上開始了對木衛(wèi)一火山噴發(fā)羽流的搜尋。

7月8日，旅行者二在214930千米的高度飛掠了木衛(wèi)四，對其進行成像，同時證明的木衛(wèi)四的不對稱性。這有利于進一步測量木衛(wèi)四的體積和密度。

7月9日，旅行者二號迎來的最忙碌的一天。探測器在62130千米飛掠了木衛(wèi)三，獲得了紅外光譜和紫外光譜。重頭戲是木衛(wèi)二，因為之前任務的軌道很巧妙“避”開了木衛(wèi)二，這是探測器第一次近距離探測木衛(wèi)二（近點205720千米）。木衛(wèi)二的表面全部覆蓋上了冰，一些地方像雞蛋一樣存在一些裂痕。幾乎整個星球被成百上千長度的褐色裂紋覆蓋。木衛(wèi)二可謂是整個太陽系最平整的衛(wèi)星，它的表面及其光滑，但還是發(fā)現(xiàn)了三個疑似撞擊坑的深色斑點。木衛(wèi)二的密度體積更高，這表明其中心可能有大量了巖石。一個小時內(nèi)，木衛(wèi)二從一個具有模糊斑紋的未知球體變成了太陽系中除地球外最有可能找到液態(tài)水的和生命的地方。

UTC時間，7月9日22時29分，旅行者二號以超過20千米每秒的速度穿過了木星的最近點，距離木星云層上方650000千米，隨后踏上了前往土星的征程。兩小時后，開展了一次長達76分鐘的軌道機動，以瞄準土星交會。

旅途的第二站——土星

由于旅行者一號的土星高度更低，所以旅行者一號比旅行者二號早到達了土星九個月。在長時間對土衛(wèi)六的觀測中，人們發(fā)現(xiàn)它的體積很大，表面還覆蓋著一層厚厚的大氣——這極大的引發(fā)了科學家們的興趣。1980年11月12日5時41分，旅行者一號從土衛(wèi)六北極穿越，在軌道的指引下從土星北半球飛掠，在土星的強大引力下飛離黃道面，結(jié)束了旅行。(一個常見的誤區(qū)：旅行者一號并不是因為土衛(wèi)六的引力而離開黃道面的，雖然土衛(wèi)六是太陽系中第二大的衛(wèi)星，但是它對旅行者二號的引力彈弓效應在很高的相對速度下顯的微乎其微。是因為飛掠土衛(wèi)六的軌道必定會從土星南部地區(qū)經(jīng)過，土星的強大引力把旅行者一號拉離了黃道面）

????旅行者二號的任務不同，它需要近距離飛掠土星，近距離穿越環(huán)面。并且開展大旅行的決定要求旅行者二號接近土星的軌道必須要經(jīng)過土衛(wèi)六軌道的北側(cè)。其中最令人期待的是以87000千米的高度飛掠土衛(wèi)二。

1981年6月5日，旅行者二號開始與土星交會。其中一個觀測對象是神奇的土衛(wèi)八。8月21日，旅行者二號把注意力轉(zhuǎn)移到土衛(wèi)八上來。根據(jù)旅行者一號的探測，土衛(wèi)八的是一顆“陰陽衛(wèi)星”。它的后導半球是白色的，而前導半球是黑色的，這種陰陽分界極大的引起了科學家的興趣。

在8月23日，在旅行者二號最接近土衛(wèi)八時，旅行者二號對其進行了成像，分辨率較好達到了18千米。雖然沒有進一步的信息，但是仍在白色半球的一個撞擊坑底部發(fā)現(xiàn)了黑色半球的顏色，這說明黑色物質(zhì)有可能是土衛(wèi)八內(nèi)部產(chǎn)生的富含碳氫化合物的流體。土衛(wèi)八的質(zhì)量和體積說明其密度比內(nèi)部是冰的衛(wèi)星還要小，主要由甲烷、氨氣(114514）、碳氫化合物組成。這支持了黑色物質(zhì)是衛(wèi)星內(nèi)部形成的觀點。但為什么只在前導半球覆蓋呢？另一種說法是因為土衛(wèi)八逆行的軌道，被微流星體撞擊后濺射的灰塵傾向于螺旋上升而被土衛(wèi)八的前導半球清理掉。

8月25日，旅行者二號到達了土衛(wèi)六的最近點，其位置是觀測土衛(wèi)六北極冠狀區(qū)域的極佳區(qū)域，同時也發(fā)現(xiàn)了土衛(wèi)六南極可見霧霾層要比北極高約50千米。

因為沒能繼續(xù)收獲關于土衛(wèi)六的科學數(shù)據(jù)，科學家們把目光轉(zhuǎn)向了土衛(wèi)二。在旅行者一號的探測下，科學家們沒有在其表面發(fā)現(xiàn)明顯的撞擊坑，也許也是一個和木衛(wèi)二相似，充滿發(fā)現(xiàn)生命希望的一顆星球。8月26日1時21分，旅行者二號來到了土星的最近點，距離土星云層101000千米。約20分鐘后，旅行者二號來到了土衛(wèi)二的最近點。在這之前，旅行者二號已經(jīng)對其進行成像。遠距離的成像表明土衛(wèi)二的冰凍表面上仍有少量撞擊坑，但在近距離成像上在大范圍內(nèi)幾乎沒有撞擊坑?？茖W家們一共發(fā)現(xiàn)了6種地形。雖然沒有發(fā)現(xiàn)火山口，但科學家們認為正是火山噴發(fā)把冰顆粒帶到E環(huán)。

緊張的時刻到了，旅行者二號馬上就要穿越環(huán)面。雖然先驅(qū)者11號證明穿越土星環(huán)面是安全的，但旅行者二號仍然面臨被意外撞擊而損毀的風險。旅行者二號以13千米每秒的速度穿越環(huán)面，漸漸的，探測器受到了大量微米級塵埃的撞擊。在塵埃的撞擊下，探測器的姿態(tài)漸漸被改變，推力器進行了多次點火以維持姿態(tài)平穩(wěn)，最后累計起來甚至向東加速了100米每秒的速度。這表明G環(huán)的厚度約為1500千米，比從照片中推測的大了不少。當?shù)孛嬷匦陆邮盏铰眯姓叨枏耐列潜趁嬷匦鲁霈F(xiàn)后發(fā)出的信號，JPL的控制室里發(fā)出了震耳欲聾的歡呼聲。

但隨之而來的是掃描平臺機構的故障，也許是因為穿越環(huán)面時受到了微粒的擊打，掃描平臺的俯仰控制出現(xiàn)了問題，如果無法修復，旅行者二號在天王星收到的科學數(shù)據(jù)將遠少與預期。工程師們已經(jīng)盡了最大的努力，但仍然沒辦法解決問題，旅行者二號只能通過推力器控制整器的姿態(tài)來讓掃描平臺對準目標。就這樣，旅行者二號最后在土星高緯度進行成像，帶著故障離開了土星。同時進入了一個偏心率3.21的日心軌道。旅行者二號將在1986年年初到達天王星。

幸運，還是不幸

在長達約十年的旅途間，旅行者二號從地球出發(fā)，即將到達天王星。他已經(jīng)是一位孤獨的旅者了，在土星的強大引力下，旅行者一號離開了探測的隊伍。在這十年間，曾經(jīng)爭奪經(jīng)費的對手——航天飛機，如今正要面臨它的第二十五次飛行。但由于旅行者二號即將進入天王星系統(tǒng)進行探測，JPL試圖讓NASA推遲航天飛機發(fā)射的時間。但NASA考慮到這次飛行的重要性，最終決定不推遲發(fā)射。這是1986年的年初，寒冷的空氣包圍著整個卡納維拉爾角，由于天氣原因，航天飛機的發(fā)射還是遭到了推遲，這為旅行者二號的探測提供了測控資源。

終于在1986年1月28日，飛行代號為STS-51-L的挑戰(zhàn)者航天飛機在卡納維拉爾角起飛。在寒冷的發(fā)射臺上停留了一段時間后，航天飛機右部助推器的O型密封環(huán)失效，火焰不斷從缺口噴出，不斷對脆弱的連接支架進行灼燒。巨大的固體助推器脫韁的野馬般無情的擊穿了氫氧燃料箱。起飛后76秒，氫氧燃料箱爆炸，挑戰(zhàn)者航天飛機在超高的氣動壓力下被撕成碎片。整機七名航天員全部遇難。

旅行的第三站——天王星

隨著旅行者二號接近天王星，這次的任務也進入到了擴展階段。天王星相對太陽的距離是土星的兩倍，光照強度也只相當于飛掠土星時的四分之一。為了能夠正常成像，曝光時間增加了三倍，姿態(tài)控制系統(tǒng)也寫入了新的控制邏輯以防止成像時間太長而出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象。同時，地面上的深空網(wǎng)也進行了升級——聯(lián)合了堪培拉兩個34米拋物面的主天線和附近的帕克斯天文臺的64米口徑射電望遠鏡。由于天王星系統(tǒng)的極度傾斜，旅行者二號的天王星飛掠就像擊中一個靶子一樣，這也意味著旅行者二號沒辦法和飛掠土星、木星一樣依次近距離飛掠多個衛(wèi)星。科學家們把目光主要集中在不同尋常的天衛(wèi)五身上。

盡管經(jīng)過了兩百多年的觀測，天王星的質(zhì)量還是被低估了百分之0.3，旅行者二號修正了軌道，在接近天王星的過程中，旅行者二號持續(xù)開展著對天王星的觀測。可是天王星的表面幾乎沒有任何特征，顯的十分乏味。1986年1月22日旅行者二號開始為期四天的近距離交會，在此期間發(fā)現(xiàn)了很多小衛(wèi)星。1月24日，旅行者二號迎來了天王星交會過程中最繁忙的一天。

旅行者二號集中注意在大衛(wèi)星上，由于掃描平臺的故障，和天王星系統(tǒng)的極度傾斜。旅行者二號科學探測的世界很緊迫。旅行者二號會在365200 千米的距離飛掠天衛(wèi)三，一個小時后以470600 千米的距離天衛(wèi)一，幾乎與此同時，在127000千米的距離飛掠了天衛(wèi)一，有時間的話也會對天衛(wèi)二進行探測。但重頭戲還是最為奇特的天衛(wèi)五。

在穿越換平面八分鐘之前，旅行者二號到達了天衛(wèi)五的最近距離——28260千米，這也是旅行者二號在整個旅行中到達的離任何星球的任何衛(wèi)星最近的距離。傳回的圖像顯示，天衛(wèi)五是整個太陽系中所觀測到的最為奇特的衛(wèi)星，表現(xiàn)為火星上發(fā)現(xiàn)的山谷和分層沉積物、木衛(wèi)三上的溝槽地表和水星上擠壓斷層的奇異組合。正如成像組副組長所說：“如果你能夠?qū)⑻栂抵械乃械刭|(zhì)形態(tài)進行成像，并放到一個物體上，那么它就在你眼前。

從圖中可以看到左下角巨大的同心溝槽，另外還有中間因為陡坡的急轉(zhuǎn)彎而形成的十分顯眼的“V“型區(qū)域，更有上方大片的撞擊坑平原。在晨昏線上，可以清晰的看見巨大的懸崖。在某些地方，懸崖的高度甚至高達20千米，因為星球的低重力，如果你不小心從懸崖上掉落，那么就會體驗到前所未有的十二分鐘的自由落體。你可以通過手握兩個小固推著陸，或者在十二分鐘的人生思考后結(jié)束生命。

在撞擊坑內(nèi)，有時是明亮的，也或許充滿了像天衛(wèi)四一樣的黑色物質(zhì)?？茖W家對天衛(wèi)五奇特景象的由來產(chǎn)生了疑問，并產(chǎn)生了兩種解釋：1、一次巨型的撞擊讓天衛(wèi)五支離破碎，然后在引力的作用下又隨意組裝起來。2、隕石的撞擊融化了地表，并導致間歇性的泥水上升到天衛(wèi)五表面并重新凍結(jié)，產(chǎn)生了巨大的氣泡，氣泡緩慢下沉而創(chuàng)造出同心的褶皺圖案。

因為飛掠的距離比較小，科學家們對天衛(wèi)五進行的非常精確的測量，另外發(fā)現(xiàn)天衛(wèi)五百分之30成分是巖石。

接著，旅行者二號在距離天王星心116000千米的地方穿越了環(huán)平面。盡管旅行者二號離已知最外部的環(huán)相隔至少60000千米，旅行者二號的等離子儀仍然探測到每秒鐘30到50次微小顆粒撞擊形成的“噴煙“。這表明在環(huán)外依然存在一個塵埃層。

17時59分，旅行者二號到達了相對天王星的最近點——距離天王星心107000千米，隨之開展了掩星觀測。旅行者二號還開展了一次極長曝光時間的成像，但沒有發(fā)現(xiàn)任何一次閃電，甚至沒有發(fā)現(xiàn)任何一次北極區(qū)域內(nèi)的極光。

天王星還證實有一個不同尋常的復雜磁場，磁場與自轉(zhuǎn)軸的傾角約為60度。假設該磁場為一塊條形磁鐵，這意味這這跟磁鐵偏移了三分之一個行星半徑。

1月29日，旅行者二號最后一次穿越了天王星的弓形激波，再次進入到太陽風的領域，離開了天王星，并把它的太陽軌道偏心率提高到了5.81。踏上了前往海王星的旅程。時到如今，目前還沒有任何一個探測器能夠再次造訪天王星。

挑戰(zhàn)者航天飛機的失事讓載人和無人航天的差別第一次如此注目。有些人建議，把新發(fā)現(xiàn)的天王星衛(wèi)星以犧牲的七名航天員的名字來命名。但最后經(jīng)過國際天文聯(lián)合會的決定，航天員的名字為編號為3350到3356的小行星提供命名，而那位命名為那位女教師名字的小行星是3352號，是這七個小行星中唯一的近地天體。

旅行的第四站——海王星

1986年2月14日，旅行者二號開展了一次最大型的軌道修正，點火了2.5小時以上，消耗了24千克肼燃料，瞄準了海王星。

旅行者二號唯一能做的就是像飛掠天王星之前調(diào)整曝光時間，注入新的控制邏輯。所以為增加數(shù)據(jù)傳輸速率的大部分工作就只能在地球上開展。把主要的測控天線從64米擴展到70米，并安裝了低溫和低噪聲放大器以提高其靈敏度。另外新墨西哥州的射電望遠鏡矩陣也參與進了測控工作。本來利用海王星引力能夠在更近的距離飛掠海衛(wèi)一，但是為了躲避環(huán)物質(zhì)，無奈之下把飛掠海衛(wèi)一的距離提升到了37750千米。在發(fā)現(xiàn)把海王星質(zhì)量高估了百分之1.6之后，旅行者二號迅速修正了軌道。

可以看到，旅行者二號將兩次穿越環(huán)平面，然后在海王星引力的作用下轉(zhuǎn)向海衛(wèi)一，即海王星唯一的大衛(wèi)星。探測海衛(wèi)一也是海王星探測的重點之一。

由于對海王星的認識少之又少，旅行者二號的飛掠海王星之前做了充足完整的準備和靈活機動的安排。

在接近海王星的過程中，旅行者二號就已經(jīng)對其進行大量成像，其中發(fā)現(xiàn)了許多表面特征，可以看到圖像左邊的大黑斑（風暴）和右下角的小黑斑，另外還有大黑斑下方的云層和小黑斑中間的明亮內(nèi)核、紅圈所示的“滑板車“。大黑斑每18.3小時轉(zhuǎn)動一圈，而小黑斑更快，，為16小時，但”滑板車“更快，比小黑斑快一點點，所以被稱為”滑板車“。

1989年8月20日，旅行者二號迎來了它發(fā)射的第12個年頭，還有五天，它就要到達海王星的最近點，然后離開海王星，結(jié)束它的旅行。

1989年8月25日2時52分，旅行者二號第一次穿越的海王星的環(huán)平面，在這珍貴的近距離海王星探測期間，旅行者二號在海王星上觀測到由主云層一下約50到75米處高空卷云投射而成的陰影。這也是首次在氣態(tài)巨行星上觀測到陰影。

3時55分，旅行者二號在離海王星心29240千米的距離飛掠的海王星，79分鐘后，旅行者二號又再次飛掠了環(huán)平面。雖然在科學家的預期下，旅行者二號也必定會像穿越土星環(huán)平面那樣受到大量塵埃撞擊。但在其穿越星環(huán)前兩小時就已經(jīng)出現(xiàn)了塵埃撞擊，并持續(xù)到穿越星環(huán)后兩小時。在穿越過程中，撞擊峰值甚至達到了280次每秒，但旅行者二號仍然平安度過了環(huán)平面。

在離開海王星近點兩小時后，旅行者二號的注意力放在了旅程中要交會探測的最后一顆星球，海衛(wèi)一。在科學家的預期下，海衛(wèi)一應該擁有一層薄薄的大氣層。但與之前探測的衛(wèi)星不同的是，海衛(wèi)一在圖像中顯示出一個與眾不同的黃到粉桃色的精致外表。其南半球的大部分地區(qū)被氮冰覆蓋，溫度僅有38開爾文。在南極區(qū)域還含有大量的深色條帶，并且疊加在原有地貌之上，這表明這是一個最年輕的地質(zhì)現(xiàn)象，因此人們懷疑這是海衛(wèi)一上的某種地表活動所導致的。最后科學家們意識到這是海衛(wèi)一上的間歇泉。

由圖可以看出，海衛(wèi)一的間歇泉呈現(xiàn)黑色，它吸收了許多地表的含碳物質(zhì)。地表上因輻射導致變黑的含碳物質(zhì)，在吸收來自太陽的熱量之后也極大地增加了底下氮冰的壓力，從而導致間歇泉的爆發(fā)。這樣的間歇泉羽流噴射甚至高達上千米，知道被高海拔氣流影響發(fā)生偏移。這是除地球外，繼木衛(wèi)一的火山之后，第二個發(fā)現(xiàn)存在正在進行中的地質(zhì)活動。從上圖可以看出，下半部分形似哈密瓜皮，它是稀疏的多坑平原，被一些狹長的線條穿過。因為海衛(wèi)一的逆行軌道，撞擊坑主要存在于前導半球。

9時10分，旅行者二號到達了海衛(wèi)一的最近點——距離海衛(wèi)一心39800千米。在持續(xù)3分鐘的無線電掩星中測出其表面壓力僅為1.6Pa。另外還測出海衛(wèi)一的密度和冥王星的密度相同，都為2克每立方米。關于海衛(wèi)一如何被捕獲的假說馬上隨之涌現(xiàn)。在幾年前的研究中表面海衛(wèi)一有可能是雙星系統(tǒng)中的一員（類似于冥王星和卡戎的關系）。在以較低的相對速度進入海王星時，一個星球被捕獲，另一個則逃離。

亞當斯環(huán)擁有三個弧，但在此圖中并沒有呈現(xiàn)，因為左右兩幅圖是分別拍攝的。當左側(cè)圖像成像時，弧在環(huán)的右側(cè)；當右側(cè)圖像成像時，弧在環(huán)的左側(cè)。

8月28日，旅行者二號也在185倍海王星半徑處離開了海王星系，10月2日，海王星交會正式結(jié)束。

在離開海王星之后，旅行者二號進入了偏向率為6.3的太陽軌道，偏離黃道面48度，幾乎以恒定每年3AU的速度飛離太陽系，是飛離太陽系速度第二的探測器，僅次于它的孿生兄弟旅行者一號。在2015年，新視野號探測器也加入了這一旅程。

總結(jié)與展望

記得開篇的時候說過，空間科學委員會的科學家們也都認為“大旅行”計劃經(jīng)費一定會超過十億美元，實際上，截止到海王星交會，包括探測器、發(fā)射和飛行管理，總共花費依然沒有超過十億美元，只相當于幾次航天飛機任務的開銷。

在旅行者二號探測期間，它的延續(xù)仍然受到許多方面的壓力。因為在航天飛機失事后，美國的深空探測全面停滯。并且更因為經(jīng)費緊張，在1978年到1989年間完全沒有開展任何深空探測任務，這就導致深空網(wǎng)存在的唯一原因就是支持旅行者二號。如果不是卷入了空間十五中科學家和工業(yè)界發(fā)起的運動中，也許人們也不會知道旅行者二號到達天王星和海王星的報道。幸好在1989年，重飛后的航天飛機搭載麥哲倫號開展了金星探測任務。并且旅行者二號也給科學家們帶來了大量的科學數(shù)據(jù)，使科學家們在探測貧乏的年代也有較好的收益。

即使離開了海王星，旅行者二號的任務仍未結(jié)束，它仍然向地球傳輸著粒子和場的數(shù)據(jù)，但隨著時間的推移，旅行者二號RTG的發(fā)電功率逐漸下降。在發(fā)射時其功率為450瓦，到了20世紀90年代中期，發(fā)電功率只剩下338瓦（一個常見的誤區(qū)，人們通常會認為旅行者RTG發(fā)電的功率變小的主要原因是二氧化钚的放射性衰變，其實主要的原因是因為將熱能轉(zhuǎn)化為電能的熱電偶的退化）。根據(jù)預期，旅行者二號的粒子和場探測器還能堅持十年，而燃料能堅持到2034年。為了避免指令接收器在探測器關閉前失效，科學家們在其內(nèi)存中儲存了一段自主序列，會保障自身繼續(xù)運行，校準儀器，傳輸數(shù)據(jù)，節(jié)省能源，并把天線指向地球。

1998年2月17日，旅行者二號關閉了掃描平臺。

2018年12月，NASA宣布旅行者二號已進入星際空間，這是繼旅行者一號之后第二艘進入星際空間的探測器。

2019年7月，旅行者2號在穿越星際空間時繼續(xù)傳回來自五個儀器的數(shù)據(jù)。

2020年3月，科學家們進行了天線的升級，在失聯(lián)旅行者二號七個月之后重新連接。

也許在20000年后，旅行者將以3.3光年左右的距離飛掠半人馬座，不知道那時候，又有怎樣的旅行等待著他呢？

晚安，旅行者二號。