旅行者1号之后为何不再发射同类深空探测器?627+观点全景剖析

源自14位全网作者

25-12-16

精选参考来源

1
在距离地球70多亿公里的地方,“新视野号”探测器正孤独地穿越着太阳系的边缘。它状态良好,燃料和电力足以让它工作到2040年之后。然而,它可能很快就会收到来自家乡的最后一条指令:关闭自己。一旦执行,它的无线电接收器将陷入永恒的寂静,再也无法被唤醒。这不是孤例。“新视野号”和另外18个正在太空中辛勤工作的探测器,一同被列入了一份潜在的“关停名单”。起因是美国白宫在新财年预算提案中,计划大幅削减NASA的科学项目经费,削减幅度接近50%。这份提案如果通过,意味着这些已经超期服役、但仍在不断传回宝贵数据的“功勋老兵”,将被迫退休。这些探测器中不乏我们耳熟能详的名字。除了曾让我们第一次看清冥王星真容的“新视野号”,还有正在木星轨道上工作的唯一探测器“朱诺号”,以及在火星轨道上兢兢业业的“2001火星奥德赛号”和“火星勘测轨道飞行器”。对于负责这些项目的科学家来说,这无异于一场“悲剧性的退让”。“新视野号”的首席科学家艾伦·斯特恩(Alan Stern)对此感到难以理解。他强调,探测器上的一切都近乎完美。2015年,它传回了震撼世界的冥王星高清照片,之后又在2019年探访了太阳系最遥远的天体“天涯海角”(Arrokoth)。如今,它正飞向星际空间,沿途不断帮助科学家修正对柯伊伯带的认知。柯伊伯带是海王星轨道之外一个由无数冰冻小天体组成的广阔地带,是太阳系早期的“化石”。建造并发射“新视野号”花费了纳税人近8亿美元,而维持它现在每年的运行费用,大约是1000万美元,仅为总成本的百分之一多一点。斯特恩认为,为了节省这点钱而关闭一个功能完好、价值巨大的探测器,是“财政上不负责任的”。更重要的是,这会重创美国在太空科学领域数十年来的领先地位。另一位面临同样困境的是“朱诺号”的首席科学家斯科特·博尔顿(Scott Bolton)。自2016年以来,“朱诺号”一直在环绕木星,为我们揭示这颗巨行星的内部结构、磁场和大气秘密。虽然它的主摄像头因为长期暴露在木星强大的辐射环境中出现了一些老化,但这反而催生了一项意想不到的贡献。木星周围的辐射带是太阳系中最险恶的环境之一,任何电子设备在这里都会受到严重损伤。地面团队发现,可以通过一种名为“退火”(annealing)处理的方法来修复“朱诺号”受损的相机。简单来说,就是给仪器的电子元件进行一次精确的“热疗”,加热后再让其冷却,以此修复辐射造成的损伤。这个过程在地面实验室很难模拟,而“朱诺号”恰好成了一个现实世界里的绝佳试验场。它在这里学到的经验,不仅能帮助地球轨道上那些同样面临辐射威胁的卫星,更能直接应用于即将奔赴木星的下一代探测器——“欧罗巴快船”。后者在发射前被发现存在可能易受辐射攻击的晶体管缺陷,而修复的希望,恰恰就寄托在“朱诺号”正在验证的“退火”技术上。可以说,关闭“朱诺号”,我们失去的不仅是一个木星观察站,更是一个宝贵的深空工程实验室。对于这些远在亿万公里之外的探测器而言,“关停”是一个不可逆的过程。正如斯特恩所说:“关停不仅仅是终止合同,遣散团队,而是要真正关闭探测器本身。当你关掉它的无线电接收器,就再也没有办法把它们重新打开了。因为它们再也接收不到任何指令。”即使未来政策改变,经费回归,那些被沉默的探测器也将永远漂浮在深空中,成为一座座昂贵的太空纪念碑。人类的好奇心曾将它们送往那里,而如今,一个凡俗的决定却可能带来一次永恒的告别。就在我们讨论的此刻,它们依然在凝视着陌生的世界,依然在传回数据。这些孤独的远行者并不知道,它们发回的下一束信号,或许就将是最后的绝响。~~~~~~图为新视野号探测器全尺寸模型,悬挂于史密森国家航空航天博物馆。图源:Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory信源:Stephen Clark 发在 ArsTechnica 上的报道
2
审计揭NASA痛处
全部
来源
内容由AI生成

精选参考来源

1. 在距离地球70多亿公里的地方,“新视野号”探测器正孤独地穿越着太阳系的边缘。它状态良好,燃料和电力足以让它工作到2040年之后。然而,它可能很快就会收到来自家乡的最后一条指令:关闭自己。一旦执行,它的无线电接收器将陷入永恒的寂静,再也无法被唤醒。这不是孤例。“新视野号”和另外18个正在太空中辛勤工作的探测器,一同被列入了一份潜在的“关停名单”。起因是美国白宫在新财年预算提案中,计划大幅削减NASA的科学项目经费,削减幅度接近50%。这份提案如果通过,意味着这些已经超期服役、但仍在不断传回宝贵数据的“功勋老兵”,将被迫退休。这些探测器中不乏我们耳熟能详的名字。除了曾让我们第一次看清冥王星真容的“新视野号”,还有正在木星轨道上工作的唯一探测器“朱诺号”,以及在火星轨道上兢兢业业的“2001火星奥德赛号”和“火星勘测轨道飞行器”。对于负责这些项目的科学家来说,这无异于一场“悲剧性的退让”。“新视野号”的首席科学家艾伦·斯特恩(Alan Stern)对此感到难以理解。他强调,探测器上的一切都近乎完美。2015年,它传回了震撼世界的冥王星高清照片,之后又在2019年探访了太阳系最遥远的天体“天涯海角”(Arrokoth)。如今,它正飞向星际空间,沿途不断帮助科学家修正对柯伊伯带的认知。柯伊伯带是海王星轨道之外一个由无数冰冻小天体组成的广阔地带,是太阳系早期的“化石”。建造并发射“新视野号”花费了纳税人近8亿美元,而维持它现在每年的运行费用,大约是1000万美元,仅为总成本的百分之一多一点。斯特恩认为,为了节省这点钱而关闭一个功能完好、价值巨大的探测器,是“财政上不负责任的”。更重要的是,这会重创美国在太空科学领域数十年来的领先地位。另一位面临同样困境的是“朱诺号”的首席科学家斯科特·博尔顿(Scott Bolton)。自2016年以来,“朱诺号”一直在环绕木星,为我们揭示这颗巨行星的内部结构、磁场和大气秘密。虽然它的主摄像头因为长期暴露在木星强大的辐射环境中出现了一些老化,但这反而催生了一项意想不到的贡献。木星周围的辐射带是太阳系中最险恶的环境之一,任何电子设备在这里都会受到严重损伤。地面团队发现,可以通过一种名为“退火”(annealing)处理的方法来修复“朱诺号”受损的相机。简单来说,就是给仪器的电子元件进行一次精确的“热疗”,加热后再让其冷却,以此修复辐射造成的损伤。这个过程在地面实验室很难模拟,而“朱诺号”恰好成了一个现实世界里的绝佳试验场。它在这里学到的经验,不仅能帮助地球轨道上那些同样面临辐射威胁的卫星,更能直接应用于即将奔赴木星的下一代探测器——“欧罗巴快船”。后者在发射前被发现存在可能易受辐射攻击的晶体管缺陷,而修复的希望,恰恰就寄托在“朱诺号”正在验证的“退火”技术上。可以说,关闭“朱诺号”,我们失去的不仅是一个木星观察站,更是一个宝贵的深空工程实验室。对于这些远在亿万公里之外的探测器而言,“关停”是一个不可逆的过程。正如斯特恩所说:“关停不仅仅是终止合同,遣散团队,而是要真正关闭探测器本身。当你关掉它的无线电接收器,就再也没有办法把它们重新打开了。因为它们再也接收不到任何指令。”即使未来政策改变,经费回归,那些被沉默的探测器也将永远漂浮在深空中,成为一座座昂贵的太空纪念碑。人类的好奇心曾将它们送往那里,而如今,一个凡俗的决定却可能带来一次永恒的告别。就在我们讨论的此刻,它们依然在凝视着陌生的世界,依然在传回数据。这些孤独的远行者并不知道,它们发回的下一束信号,或许就将是最后的绝响。~~~~~~图为新视野号探测器全尺寸模型,悬挂于史密森国家航空航天博物馆。图源:Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory信源:Stephen Clark 发在 ArsTechnica 上的报道

2. 审计揭NASA痛处

3. [中配]NASA的钚短缺问题 - Real Engineering

4. 钚-238即将耗尽!人类飞出太阳系,必须要靠它了?

5. 旅行者计划

6. 人类如果能走出太阳系,需要多久?人类走出太阳系是一个极其艰巨的任务,涉及巨大的技术挑战和漫长的时间尺度。以下是关键因素和可能的路径分析: \n1. 太阳系的边界\n太阳系的边界通常以奥尔特云(Oort Cloud)为界,距离太阳约1光年(约9.5万亿公里)。目前人类最远的探测器旅行者1号(1977年发射)仅飞出了约163天文单位(约0.0025光年),还需约300年才能到达奥尔特云,完全飞出太阳系需约3万年。 \n2. 当前技术的极限\n- 化学推进(如传统火箭):速度太慢(约17 km/s),无法在人类寿命内完成任务。\n- 核动力推进(如核热火箭):可将时间缩短至数百年,但仍不现实。\n- 光帆或激光推进(如\"突破摄星\"计划):理论上可达20%光速,约20年飞到比邻星,但仅适用于微型探测器。 \n3. 理论上的可行方案\n- 核聚变推进:如果可控核聚变成熟,速度或可达光速的10%(约50年飞出太阳系)。\n- 反物质引擎:效率极高,但生产与储存技术远未实现。\n- 曲率驱动(Warp Drive):依赖未被证实的物理理论(如负能量),目前纯属科幻。 \n4. 时间预估\n- 悲观 scenario(现有技术延续):数万年(如旅行者号)。\n- 乐观 scenario(突破性技术):\n - 微型探测器:数十年(如光帆技术)。\n - 载人飞船:至少数百年(需解决生态循环、冬眠等问题)。 \n5. 关键挑战\n- 能源:需远超当前的能量密度(如核聚变)。\n- 人类寿命:需冬眠技术或世代飞船。\n- 星际尘埃与辐射:高速航行中的防护问题。 \n**结论**\n- 无人探测器:若未来30年内投入研发,可能在本世纪末飞出太阳系(如光帆技术)。\n- 载人任务:至少需数百年技术发展,且依赖物理学突破。 \n人类走出太阳系的时间跨度从几十年到数千年不等,取决于技术爆炸的速度。短期内更可能是发送微型探测器,而载人任务仍属于遥远未来的愿景。

7. 美国核电池原料钚有点紧张了,正在核废料里捣鼓镅-241

8. 月球与深空探测用同位素温差电池

9. 中国航天的核电动力深空探测器。中国海王星环绕探测器建议采用核反应堆电源。 “近日,于国斌等人在《中国科学:技术科学》发表研究论文《基于10kWe核反应堆电源的海王星探测任务研究》,提出根据海王星距离地球高达30AU超远距离、航天器15年设计寿命等现实情况,可利用木星和地球引力实现对探测器的多次加速,有效缩短奔海(王星)飞行时间;抵达海王星影响球(8700公里)后,利用10千瓦大功率的核反应堆电源堆电源(核反应堆电源结构见图2),为大功率电推进发动机供电,开展为期约1年的减速,实现海王星重力场捕获和最终的环绕探测。由于电推进比冲较传统化学推进高约一个数量级,可大幅节省燃料携带量,从而探测器总重量能够控制在3吨左右,满足长征五号火箭的运载能力要求,使海王星环绕探测具备了工程可实现性。 在通信方面,若采用中国天问一号火星探测任务同样的天地通信设备,由于海王星距离为30AU,故最终实际通信能力约为火星附近的千分之一,不满足任务需求。采用更高通信频率的Ka频段、提高卫星天线口径(Ka频段大口径叠层结构天线见图3)、高效率编码技术等手段,辅以科学探测与数据回传交替开机策略,能够有效确保探测数据及时回传地球。 该论文所提的10kWe核反应堆电源探测器,此前在吴伟仁的《太阳系边际探测研究》一文中也出现过(见图4)” #中国航天#深空探测#核动力#科技

10. 镅-241核燃料技术突破引发太空探索新竞赛:NASA寻求替代钚动力源

11. 地月激光中继阵列落成 深空通信跨入“秒传时代”

12. NASA核燃料突破:这种元素将让探测器冲出太阳系?

13. 跨越亿英里:NASA深空激光通信刷新纪录

14. 深空激光通信创造历史:NASA完成2.18亿英里外最终测试

0
扫一下,分享更方便,购买更轻松
0评论

当前文章无评论,是时候发表评论了
提示信息

取消
确认
评论举报

最新文章 热门文章