从这个位置与太阳的距离来看 , 100个天文单位 , 已经超出了柯伊伯带的范畴了 , 基本上处于柯伊伯带外缘、步入奥尔特星云的“起步区间” 。 在这个位置层面上 , 太阳辐射与宇宙辐射的力量恰好达到了平衡 , 因此形成了“日球层顶” , 在“层顶之内”太阳辐射占据上风 , 而在之外则宇宙辐射占据上风 , 最终构成了“日球层”与“星际空间”的交汇区 。
旅行者1号和2号分别于2012年和2018年 , 先后冲出了日球层顶 , 分别进入星际空间 , 但遗憾的是 , 由于距离地球太过于遥远 , 并没有传回特别有价值的信息 。 虽然日球层顶之外的星际空间 , 距离太阳系的边缘仍然很远 , 但是这个区域的“空间地理位置”极为特殊 , 如果能够在这个区域开展深入探测 , 那么在深空探测中将会为我们展开一幅全新的“画卷” 。 比如:
宇宙辐射与太阳辐射的相互影响、宇宙辐射进入太阳系的作用机制、来自太阳的高能粒子与星际介质如何作用、日球层顶之外的星际空间到底是什么模样等等 。 与此同时 , 在距离太阳100个天文单位的位置 , 正好处于太阳引力透镜的焦点附近 , 那么如果在这个位置架上太空望远镜 , 可以观测到更加遥远的星际空间 , 甚至某些大型的系外行星也不在话下 。 基于这些原因 , 这片区域对于科学界来说 , 吸引力无疑是十分巨大的 。
我国拟实施的计划据中国探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁同志介绍 , 我国首次对太阳系边缘地带的探测活动 , 将于2024年进行火箭发射 , 标志着工作将正式启动 。 预计到2049年时 , 我国的探测器将抵达距离地球100天文单位的太阳系深处 , 对日球层顶区域的空间开始进行深入的探测活动 。
这个计划的确让我们热血沸腾 , 心潮澎湃 , 如果按照这个计划实施 , 大约在3年后 , 承载着国人梦想、装载着深空探测器的火箭将正式发射升空 , 留给前期准备的时间也就这么多 , 在此期间势必会存在着许多困难亟待去攻克 , 主要有以下几个方面:
一是能源技术方面 。 需要在旅行者1号和2号装备的核动力电池结构的基础上 , 研发出能量更大、效率更高、耐受力更强的新一代放射性同位素温差电池 , 从而为健全更为高效的推进系统打下最关键的基础 。
二是深空通信方面 。 需要在我国的“旅行者号”上搭载功率更高、更加节约能源的信号发射装置 , 同时也需要在我国境内建造灵敏度更高、接收和发射能力更强的深空测控通信系统 , 从而实现高质量、快反馈的信息传输模式 。
三是轨道线路优化方面 。 在探测器行进的过程中 , 既要兼顾目的地的最优线路 , 同时也要考虑探测的综合性 , 也就是说在保障时间和安全的前提下 , 要尽可能地在沿途探测到更多的天体 , 这样就会极大放大性价比 , 提升探测质量 。
四是科学载荷方面 。 出于经济性和可靠性 , 既需要在探测器的结构设计和设备选择上 , 选择轻便、耐受性强的材料 , 同时也需要尽量减少单个仪器设备的质量和空间占比 , 以及提高仪器设备的灵敏度和精确性 , 从而达到节约能源、提高自主性的目的 , 并为搭载更多的载荷预留空间 , 从而提高探测的覆盖度、准确度和全面性 。
我国将于2024年发射的“旅行者号” , 在宇宙空间中飞行25年后 , 按照既定计划将到达最近的日球层顶 , 这个飞行的速度 , 虽然与之前美国的旅行者1号差不了多少 , 但目的性更强 , 无论是能源提供、仪器设备选择、结构设计都更具有针对性 。 此外 , 我国还计划在2030年 , 应用更强劲可靠的核动力 , 以更高的速度来进行深空探测 , 并预计本世纪末对距离地球1000个天文单位的宇宙空间进行探测 。
这里 , 向为我国航空航天和深空探测事业默默奉献的科学家们致敬!同时 , 也预祝接下来我国的深空探测工作 , 取得一个又一个辉煌的成就!
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