經典回顧：30年前旅行者2號飛越海王星的歷史一刻_風聞

原創：牧夫天文

翻譯：汪榮鑫 

校對：郭皓存

編排：胡暖暖

後台：庫特莉亞芙卡 李子琦

原文鏈接：

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

海王星的這張照片是旅行者2號離最接近海王星還有不到五天時拍攝的。圖片展示了“大黑斑”——海王星大氣中的風暴——以及明亮淺藍的伴隨風暴的烏雲。

Credit：NASA / JPL-Caltech

三十年前，即1989年8月25日，NASA的旅行者2號探測器以近距離飛越海王星，給予了人類太陽系第八顆行星的第一個特寫鏡頭。這同時也標誌着旅行者號巡遊太陽系四大氣態行星——木星，土星，天王星和海王星——的任務圓滿結束。而這個第一次同時也是最後一次：自那以後沒有其他探測器訪問過海王星。

旅行者2號為我們展示的行星被藍綠色和鈷色的雲帶包裹着，看起來像木星和土星冷色調的姐妹。藍色表明存在甲烷。一塊巨大的板岩色風暴被命名為“大黑斑”，類似於木星的大紅斑。六顆新衞星和四圈新海王星環被發現。

在這期間，工程團隊小心翼翼地改變了探測器的方向和速度，以便它可以近距離飛掠海王星最大的衞星——海衞一。飛掠提供了其擁有年輕的地質表面和活躍的間歇泉向天空噴射物質的證據。這表明海衞一不是一個堅實的冰球，即使它具有旅行者2號觀測天體中最低的表面温度：零下235攝氏度。

這是海王星最大的衞星海衞一。粉紅色的甲烷冰可能在其表面構成一個巨大的極冠，而覆蓋在這個冰上的黑色條紋被認為是從海衞一表面巨大的間歇泉噴出的灰塵。

Credit：NASA / JPL-Caltech

海王星飛越的結束標誌着旅行者2號星際飛行任務的開始，這一任務今天仍在繼續進行。旅行者2及旅行者1號（也曾從木星和土星飛過）繼續從太陽系的外圍發送信息回地球。在飛越海王星時，旅行者2號距離地球47億公里；今天距離我們180億公里。移動速度較快的旅行者1距離地球210億公里。

機遇是給有準備的人

當旅行者2號到達海王星時，旅行者號任務團隊已經經歷了五次行星接觸，但這次仍然帶來了獨特的挑戰。

由於離太陽比地球遠大約30倍，海王星只接受地球所接受陽光量的約千分之一。在如此暗的光線下，旅行者2號的相機需要更長時間的曝光才能獲得高質量的圖像。但由於航天器相對於地球的最大速度將達到約90,000公里/小時，因此長時間曝光會使圖像模糊（想象一下，試圖從一輛超速駕駛汽車的車窗上拍下路邊的標誌）。

因此，該團隊為旅行者2號的推進器編寫了控制程序，在近距離接近時輕輕推進，旋轉航天器使攝像機聚焦在其目標上，而不會影響航天器的整體速度和方向。

探測器的距離很遠也意味着當旅行者2號的無線電信號到達地球時，它們比其他幾次飛越的信號弱。但它配備了當時的尖端科技：旅行者2號通過DSN（深空網絡）與地球進行通信，DSN結合來自西班牙馬德里、澳大利亞堪培拉和加州戈德斯通的無線電訊號。在1986年旅行者2號飛越天王星期間，三個最大的DSN天線直徑達到了64米。而為了協助本次海王星飛越，DSN將天線擴展到了70米寬。它們還使用附近的非DSN天線幫助收集數據，包括澳大利亞帕克斯的另一個64米天線，以及新墨西哥州超大陣列的多個25米天線。

旅行者2號離開海王星不久之後，於1989年8月26日拍攝了這兩張海王星環的圖像。海王星的兩個主環清晰可見; 藉助長時間曝光和來自太陽的背光，還可以看到兩個較暗的環。

Credits: NASA/JPL-Caltech

這一努力確保了工程師能夠清晰地接收來自旅行者2號的信號。它還增加了在相同時間內發送回地球的數據量，使航天器能夠發回更多圖片。

機會錯過不再有

在1989年8月的近距離接觸之前的一週內，負責管理旅行者號任務的NASA噴氣推進實驗室的氣氛非常緊張。由於旅行者2號拍攝的海王星圖像需要四小時才能回到地球，任務團隊成員聚集在實驗室周圍的電腦顯示器周圍觀看。

第二天早上，副總統丹·奎爾（Dan Quayle）參觀了實驗室，表揚任務團隊。那天晚上，查克·貝瑞（Chuck Berry）參加這一壯舉的慶祝演出，他的歌曲“Johnny B. Goode”被收入與兩艘旅行者號一同飛行的金唱片中。

（左起）查克·貝瑞和卡爾·薩根（Carl Sagan）於1989年8月在NASA噴氣推進實驗室舉行的旅行者2號飛越海王星慶祝活動中。貝瑞的“Johnny B. Goode”是目前在星際空間旅行的唯一一首搖滾歌曲。

Credit：NASA / JPL-Caltech

當然，旅行者的成就遠遠超出了三十年前那個歷史性的一週。兩個探測器現在都已經進入星際空間——離開了日球層——由太陽向外噴出的高速粒子和磁場產生的區域。

旅行者探測器用13瓦發射器將它們的發現送回DSN天線——這一功率才勉強夠為冰箱燈泡供電。

加州理工大學物理學教授、旅行者任務科學家斯通説：“它們每天都會前往人類從未探測過的地方。發射四十二年後，它們仍在探索。”

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8月23日，印度月船2號上的地形測繪相機（TMC-2），在海拔約4375公里處拍攝到的月面。圖為傑克遜環形山（Jackson crater）

原鏈接：https://www.isro.gov.in/chandrayaan2-latest-updates