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探索星际空间,“旅行者2号”有这些优势

2019-01-10 09:13来源:科技日报

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  新年刚过,“新视野”号探测器与小天体“天涯海角”的邂逅吸引了无数目光,也让人们对这个迄今飞得最快的探测器充满了期待。实际上,在探测外太空的征途上,“新视野”号并不孤单。美国国家航空航天局(NASA)近日宣布,经过41年、180亿公里的飞行后,“旅行者2号”探测器已经穿越了日球层,进入了星际空间。它是第二个进入星际空间的人类探测器。

  早在2012年,“旅行者1号”就先一步离开了日球层,但当时搭载在上面的等离子密度探测仪(PLS)已经损坏了30多年,科学家花费了1年才间接推算出数据并确认了它的离开。“旅行者2号”的情况要好很多,因为PLS运转正常,确认只用了一个月。

  可协同观测磁场和等离子体

  “不管能传回多少数据,都很厉害了!”谈到这一进展,中科院国家天文台研究员苟利军很激动,“‘旅行者号’系列探测器最大的科学任务就是提供星际空间的密度和温度等信息,它们也已经在陆续提供。它们传回的第一手数据是探测器最大的价值。” “旅行者1号”和“旅行者2号”相继穿过的日球层,指的是太阳周围的磁场和等离子体气泡。在日球层内部,太阳风起着主导作用。一旦飞出日球层,探测器就摆脱了这种太阳向四面八方喷出的高电荷等离子体粒子的影响,进入更广阔复杂的星际空间。在这里,被称为宇宙射线的高速亚原子粒子开始占据主导地位。“在日球层顶之外的星际空间,仍有很多有待发掘和了解的地方。”来自加州理工大学的旅行者计划科学家艾德·斯通表示。

  中科院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室研究员李晖向科技日报记者介绍,穿越日球层顶后,“旅行者2号”可以探测星际磁场、等离子体、以及宇宙线的信息。“关于日球层顶,我们目前了解到它的位置及其随太阳活动周期的变化,以及存在南北不对称性等特性。但对于外侧是否存在弓激波、氢墙特性如何还不甚清楚。需要探测器传回更多信息。”李晖表示。

  据他介绍,“旅行者1号”进入星际空间后已经对星际磁场进行过探测,但没有等离子体信息。此次“旅行者2号”将可以实现磁场和等离子体的协同观测,并且可以确定日球层顶外部是否存在弓激波。

  星际空间亟待专项探测

  “旅行者2号”探测器使用放射性物质衰变产生的热量供电,这些放射性物质包含在被称作放射性同位素热发生器(RTG)的装置中。 RTG的功率输出每年衰减约4瓦,为了节约电力,“旅行者2号”的很多部分已经被关闭。

  但“旅行者2号”上还在工作的等离子体探测仪器可以对太阳风的速度、密度、压力等参数进行探测,“通过PLS的工作,科学家可以获得5eV-1keV的离子和电子的宏观特性。一方面,PLS能提供判断穿越日球层的重要等离子体信息,另一方面是弥补‘旅行者1号’不能探测等离子体的缺陷。”李晖表示。

  李晖表示,目前国际上只有NASA于2006年发射的“新视野”号在完成预定的冥王星探测任务后继续向星际空间进发。关于专门的星际空间探测,国际上目前还没有一个确定的发射任务。但是包括中国在内的各国科学家都在积极呼吁一个新的卫星计划。去年10月,中国探月工程总设计师吴伟仁院士集合中科院空间中心、航天五院、北京大学的研究团队,组织国内外专家召开了香山科学会议,积极推动中国的太阳系边界和星际空间探测计划的立项。(记者崔 爽)

[责编:张佳兴]

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