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旅行者1号或为人类引来祸端!如果人类反悔,现在能将它销毁吗?

 魅力科学君 2024-01-11 发布于四川

旅行者1号是人类发射的众多探测器中飞得最远的一个,这个探测器发射于1977年9月5日,在经过了40多年的时间之后,它与我们的距离已经达到了大约243亿公里。现在的旅行者1号仍然在远离我们而去,不出意外的话,它将在未来飞出太阳系,进入浩瀚的星辰大海。

除了常规的科学仪器之外,旅行者1号还携带了一张铜质镀金唱片,这被称为“旅行者金唱片”,其中收录了包括我们人类文明在内的大量的地球信息。

多年以来,关于“旅行者金唱片”的争议一直存在,甚至还有人认为,旅行者1号或为人类引来祸端,毕竟“旅行者金唱片”上的信息至少可以在宇宙空间中有效保存10亿年之久,而我们却不能保证宇宙中所有的外星文明都是善良的,假如某个邪恶的高级文明通过旅行者1号知道了人类的存在,那我们人类可能就会遭到无妄之灾。

那么,对于发射旅行者1号这件事情,如果人类反悔了,现在还能将它销毁吗?就目前的情况来看,这还不太现实,为什么呢?

原因就是:想要销毁旅行者1号,首先就是要追上它,这就需要比它更快的速度,然而与旅行者1号发射的时代相比,人类现在的空间推进能力并没有多大的长进,在这样的情况下,想要追上旅行者1号,就几乎是不可能的事情,毕竟它已经飞了40多年,并且在过去的旅程中,它还连续借助了木星、土星等巨行星的“引力弹弓”,进而使自己的速度大幅提升。

不过我们也不必为此感到沮丧,因为这样的情况只是暂时的,实际上,现在的人类已经初步掌握了一种比传统的化学火箭更高级的空间推进技术——离子推进系统,只要这种技术进一步成熟,追上旅行者1号完全不是问题。

想象一下,假如你穿着溜冰鞋站在光滑的冰面上,手上还拿着一个篮球,现在你用力将手上的篮球向前扔了出去,然后会发生什么呢?如果你真的这样做了,你就会发现,当你把篮球向前扔出去之后,你自己却会向后滑行,并且你扔出的篮球速度越快,你向后滑行的速度也越快。

之所以出现这样的现象,其实是因为动量守恒,简单来讲就是,在你扔出篮球之前,你和篮球可以看成是一个总动量为零(动量矢量之和为零)的静止系统,而你扔出篮球之后,你和篮球这个系统就一分为二,此时篮球具备了一个向前的动量,而由于动量守恒,你就会具备一个向后的动量。

事实上,化学火箭的推进原理也是如此,在宇宙空间中,火箭向后喷出物质,并因为动量守恒而获得向前的推力,并且喷出物质的速度越快,其推进效率就越高。

然而化学火箭喷出物质的速度并没有想象中的那么高,就算是理论极限值,也不会超过10公里/秒,为了获得足够的动力,化学火箭就需要携带大量的燃料,而燃料本身也是有质量的,这又进一步降低了化学火箭的推进效率。

相对来讲,离子推进系统的推进效率就要比化学火箭高得多了,简而言之,离子推进就是利用电场对带电粒子进行加速,然后将高速带电粒子喷出去,而即使以目前的技术,其喷出物质的速度都可以超过200公里/秒。

现有的离子推进系统有一个比较大的缺点,那就是它喷出物质的质量不够大,所以其产生的推力很小,无法提供像化学火箭那么大的推力,但其优点也是显而易见的,那就是它只需要携带少量的燃料,就可以在很长的一段时间内给飞船提供持久的推力,而不会像化学火箭那样,很快就将自身的燃料耗尽。

需要知道的是,太空中的阻力几乎为零,这就意味着,只需要一点点持续的推力,飞船就可以一直加速。

简单计算一下可知,即使一艘飞船只有1厘米/秒的加速度,在加速1年之后,它的速度都可以达到315公里/秒。相对而言,旅行者1号的当前速度约为17公里/秒,目前距离我们约243亿公里,也就是说,以这样的速度,只需要不到3年的时间,就可以追上旅行者1号。

尽管现有的离子推进系统还达不到这样的水平,但相信在技术进一步成熟之后,人类就可以拥有追上旅行者1号的能力,只要能追上,销毁它当然也不是问题。但问题是,旅行者1号一直在远离我们而去,人类还有足够的时间吗?答案是肯定的。

因为就算旅行者1号会为人类引来祸端,那也是它飞出太阳系真正的边界——奥尔特云之后的事了,而现在的旅行者1号的动力早已耗尽,完全凭借其自身的惯性在运动,以它的速度,即使不考虑太阳引力的减速作用,也要大约1.76万年才能飞出半径约为1光年的奥尔特云。

所以人类其实还有大把的时间,根本就不用着急。值得一提的是,旅行者1号还有一个“姊妹探测器”——旅行者2号,它同样也携带了“旅行者金唱片”,也就是说,如果人类未来真的反悔了,就应该将旅行者2号也一起销毁掉。

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