在距离地球243亿公里的深空中,旅行者一号正在以每秒17公里的速度向蛇夫座方向漂移。这个1977年发射的探测器,早就在2012年就突破日球层顶进入了星际空间,其携带的钚-238核电池输出功率也已衰减至不足4瓦特,仅相当于现代智能手机待机功耗的五十分之一左右。
旅行者一号是一个重大815公斤的铝钛合金探测器,保存着人类最浪漫的星际名片,其镀金铜唱片收录着55种语言的问候、座头鲸的歌声,以及刻录着太阳系方位的脉冲星地图。NASA深空网络的最新遥感数据显示,旅行者一号的姿态控制系统燃料最早会在今年耗尽,届时将永远失去方位校准能力,成为真正的宇宙漂流瓶。那么人类以现有的航天技术可以将这个老旧的探测器重新追回来吗?
目前来看要完成这一点,人类还面临着许多航天技术的极限壁垒。首先就是速度上的鸿沟,现役最强运载火箭SLS的逃逸速度仅16公里每秒,比旅行者一号目前的速度慢了6%,而且任何从地球出发的航天器都要考虑消耗额外的能量抵消地球的公转。
除此之外,能源困境也是需要考虑的,传统化学推进剂的质量效率非常低,如果要将1公斤物体加速到旅行者目前的速度状态,需要消耗9000公斤的液氧液氢燃料。即便是目前最先进的离子推进器,比冲高达3100秒,也要连续工作37年才可以实现速度上的同步,但是三十七年后旅行者一号又会增加58亿公里的距离。最后还有通讯上的困难,旅行者一号的信号发射功率仅为20瓦特,信号到达地球时强度会衰减至10^-16瓦/平方米,比4g手机的信号弱一百万亿倍。
要想追回旅行者一号,除非人类在宇航技术上有重大突破。比如核动力推进技术、光帆推进技术等。洛克希德·马丁研发的裂变碎片推进系统,比冲可以提升到惊人的10^5秒量级,但是推力仅微牛级别。
同样,光帆推进技术仅能为纳米探测器实现超高速航行,科学家估计以100吉瓦级激光照射1克重量的纳米探测器10分钟,就能将该探测器加速到惊人的20%光速,但是旅行者一号的质量比这种纳米探测器高81.5万倍,光帆推进所需的能量超出人类现有能源储备12个数量级。
不用说追回旅行者一号,即使实现它在宇宙中的轨道定位几乎都是不可能的。旅行者一号的轨道参数存在±3.5亿公里的位置不确定区,相当于在太平洋中定位一颗特殊的海沙。其方位角测量误差大0.001弧秒,相当于从纽约观测巴黎艾尔菲铁塔时,无法分辨塔尖是否偏移了一根头发丝的距离。
旅行者一号已成为人类文明的图腾,在可预见的百年内,旅行者一号将继续以1光年/17600年的速度滑向银河系旋臂深处,它的不可追回性可以永远鞭策着人类文明的前进。