经典回顾：30年前旅行者2号飞越海王星的历史一刻

原创：牧夫天文

翻译：汪荣鑫 

校对：郭皓存

编排：胡暖暖

后台：库特莉亚芙卡 李子琦

原文链接：

https://www.nasa.gov/feature/jpl/30-years-ago-voyager-2s-historic-neptune-flyby

海王星的这张照片是旅行者2号离最接近海王星还有不到五天时拍摄的。图片展示了“大黑斑”——海王星大气中的风暴——以及明亮浅蓝的伴随风暴的乌云。

Credit：NASA / JPL-Caltech

三十年前，即1989年8月25日，NASA的旅行者2号探测器以近距离飞越海王星，给予了人类太阳系第八颗行星的第一个特写镜头。这同时也标志着旅行者号巡游太阳系四大气态行星——木星，土星，天王星和海王星——的任务圆满结束。而这个第一次同时也是最后一次：自那以后没有其他探测器访问过海王星。

旅行者2号为我们展示的行星被蓝绿色和钴色的云带包裹着，看起来像木星和土星冷色调的姐妹。蓝色表明存在甲烷。一块巨大的板岩色风暴被命名为“大黑斑”，类似于木星的大红斑。六颗新卫星和四圈新海王星环被发现。

在这期间，工程团队小心翼翼地改变了探测器的方向和速度，以便它可以近距离飞掠海王星最大的卫星——海卫一。飞掠提供了其拥有年轻的地质表面和活跃的间歇泉向天空喷射物质的证据。这表明海卫一不是一个坚实的冰球，即使它具有旅行者2号观测天体中最低的表面温度：零下235摄氏度。

这是海王星最大的卫星海卫一。粉红色的甲烷冰可能在其表面构成一个巨大的极冠，而覆盖在这个冰上的黑色条纹被认为是从海卫一表面巨大的间歇泉喷出的灰尘。

Credit：NASA / JPL-Caltech

海王星飞越的结束标志着旅行者2号星际飞行任务的开始，这一任务今天仍在继续进行。旅行者2及旅行者1号（也曾从木星和土星飞过）继续从太阳系的外围发送信息回地球。在飞越海王星时，旅行者2号距离地球47亿公里；今天距离我们180亿公里。移动速度较快的旅行者1距离地球210亿公里。

机遇是给有准备的人

当旅行者2号到达海王星时，旅行者号任务团队已经经历了五次行星接触，但这次仍然带来了独特的挑战。

由于离太阳比地球远大约30倍，海王星只接受地球所接受阳光量的约千分之一。在如此暗的光线下，旅行者2号的相机需要更长时间的曝光才能获得高质量的图像。但由于航天器相对于地球的最大速度将达到约90,000公里/小时，因此长时间曝光会使图像模糊（想象一下，试图从一辆超速驾驶汽车的车窗上拍下路边的标志）。

因此，该团队为旅行者2号的推进器编写了控制程序，在近距离接近时轻轻推进，旋转航天器使摄像机聚焦在其目标上，而不会影响航天器的整体速度和方向。

探测器的距离很远也意味着当旅行者2号的无线电信号到达地球时，它们比其他几次飞越的信号弱。但它配备了当时的尖端科技：旅行者2号通过DSN（深空网络）与地球进行通信，DSN结合来自西班牙马德里、澳大利亚堪培拉和加州戈德斯通的无线电讯号。在1986年旅行者2号飞越天王星期间，三个最大的DSN天线直径达到了64米。而为了协助本次海王星飞越，DSN将天线扩展到了70米宽。它们还使用附近的非DSN天线帮助收集数据，包括澳大利亚帕克斯的另一个64米天线，以及新墨西哥州超大阵列的多个25米天线。

旅行者2号离开海王星不久之后，于1989年8月26日拍摄了这两张海王星环的图像。海王星的两个主环清晰可见; 借助长时间曝光和来自太阳的背光，还可以看到两个较暗的环。

Credits: NASA/JPL-Caltech

这一努力确保了工程师能够清晰地接收来自旅行者2号的信号。它还增加了在相同时间内发送回地球的数据量，使航天器能够发回更多图片。

机会错过不再有

在1989年8月的近距离接触之前的一周内，负责管理旅行者号任务的NASA喷气推进实验室的气氛非常紧张。由于旅行者2号拍摄的海王星图像需要四小时才能回到地球，任务团队成员聚集在实验室周围的电脑显示器周围观看。

第二天早上，副总统丹·奎尔（Dan Quayle）参观了实验室，表扬任务团队。那天晚上，查克·贝瑞（Chuck Berry）参加这一壮举的庆祝演出，他的歌曲“Johnny B. Goode”被收入与两艘旅行者号一同飞行的金唱片中。

（左起）查克·贝瑞和卡尔·萨根（Carl Sagan）于1989年8月在NASA喷气推进实验室举行的旅行者2号飞越海王星庆祝活动中。贝瑞的“Johnny B. Goode”是目前在星际空间旅行的唯一一首摇滚歌曲。

Credit：NASA / JPL-Caltech

当然，旅行者的成就远远超出了三十年前那个历史性的一周。两个探测器现在都已经进入星际空间——离开了日球层——由太阳向外喷出的高速粒子和磁场产生的区域。

旅行者探测器用13瓦发射器将它们的发现送回DSN天线——这一功率才勉强够为冰箱灯泡供电。

加州理工大学物理学教授、旅行者任务科学家斯通说：“它们每天都会前往人类从未探测过的地方。发射四十二年后，它们仍在探索。”

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原链接：https://www.isro.gov.in/chandrayaan2-latest-updates