為什么不再發(fā)射旅行者號(hào)？現(xiàn)在的科技，連50年前的設(shè)備都跑不贏？

為什么人類至今跑不贏旅行者一號(hào)？很多人以為，我們只是沒等到176年一遇的“四星連珠”，錯(cuò)過了1977年，就只能等到兩個(gè)世紀(jì)后的2153年。但其實(shí)這個(gè)說法根本站不住腳。

仔細(xì)看旅行者一號(hào)的真實(shí)軌跡：1980年，它在飛過土星之后，就直接切出黃道面沖向了深空。也就是說，它根本沒利用天王星和海王星的引力加速，那個(gè)號(hào)稱人類極限的速度，實(shí)際上只通過木星和土星的二次接力。而這種兩星會(huì)合的發(fā)射窗口，大約每20年就會(huì)開啟一次。

既然窗口一直有，現(xiàn)在的火箭推力又遠(yuǎn)超當(dāng)年，為什么快50年過去了，我們依然造不出一枚能“超越”旅行者一號(hào)的探測器？難道現(xiàn)在的科技，連50年前的設(shè)備都跑不贏嗎？

其實(shí)，NASA在2006年發(fā)射過一個(gè)性能更強(qiáng)悍的深空探測器——新視野號(hào)。當(dāng)時(shí)為了推送這臺(tái)僅有半噸重的小家伙，NASA動(dòng)用了加裝五個(gè)固體助推器的“宇宙神5號(hào)”重型火箭。新視野號(hào)離開地球時(shí)的初速度達(dá)到了每秒16.26公里，它只用了13個(gè)月就沖過了木星，比旅行者號(hào)快了半年，創(chuàng)下了當(dāng)時(shí)人造物離開地球的最快速度紀(jì)錄。

如果說速度上的超越只是量變的積累，那么新視野號(hào)所攜帶的硬件設(shè)備，則向我們展示了什么是跨越半個(gè)世紀(jì)的科技爆發(fā)。

這種代差在數(shù)據(jù)處理上表現(xiàn)得最為直觀：旅行者號(hào)使用的是70年代的存儲(chǔ)技術(shù)，即便用上長達(dá)三百多米的數(shù)字磁帶儀，也只能存下60多兆的數(shù)據(jù)；而新視野號(hào)憑借16G的固態(tài)閃存，存儲(chǔ)容量提升了250多倍。

在科學(xué)儀器載荷上，旅行者攜帶的總質(zhì)量約105公斤，而新視野號(hào)憑借高度集成的微電子技術(shù)，將更靈敏的科學(xué)儀器壓縮到了30公斤以內(nèi)。

然而，在沖過木星軌道后，兩臺(tái)探測器的命運(yùn)走向了完全不同的終局。在起跑線上刷新紀(jì)錄的新視野號(hào)，速度開始迅速下降。原因其實(shí)很簡單：探測器本質(zhì)上是在逆著太陽引力“向上爬”，如果沒有外界的能量補(bǔ)充，它的動(dòng)能就會(huì)在太陽引力的無聲拽拉下不斷損耗。

反觀旅行者一號(hào)，它之所以能至今保持極速，并不是因?yàn)樗鹋軙r(shí)的爆發(fā)力，而是因?yàn)樗陔x開木星之后，又精準(zhǔn)地切入了土星的引力場，完成了第二次引力加速。

很多人看到這里會(huì)產(chǎn)生一個(gè)疑問：既然新視野號(hào)底子這么好，為什么它不能順便也去土星那兒“踩一腳油門”，徹底完成超越？

首先，引力彈弓并非只要行星排成一排就能生效，它有著非常嚴(yán)苛的幾何要求。1977年的奇跡在于，四大行星剛好處于一個(gè)完美的相位，能讓探測器像接力一樣依次“借力”；但到了2006年新視野號(hào)出發(fā)時(shí)，土星正運(yùn)行在太陽的另一側(cè)。

其次，是技術(shù)成本的代價(jià)。即便土星就在附近，引力助推也絕非“順路碰一下”那么簡單。探測器必須以精確的角度從行星公轉(zhuǎn)方向的后方切入，利用行星的軌道動(dòng)量將自己甩出去。如果新視野號(hào)為了湊出這個(gè)角度而強(qiáng)行修正航向，就必須攜帶海量的燃料，這會(huì)直接擠占科學(xué)儀器的載重空間。

最關(guān)鍵的是，留給人類的時(shí)間不多了。冥王星的大氣層正隨著它遠(yuǎn)離太陽而面臨凍結(jié)，為了趕在冥王星“冰封”之前抵達(dá)，新視野號(hào)必須放棄所有繞路加速的幻想，像一支利箭一樣，直線射向那個(gè)寒冷的地方。

在沒有土星二次助推的情況下，新視野號(hào)只能依靠慣性孤獨(dú)滑行。如今，它的速度已經(jīng)跌到了約每秒13.7公里，而那位抓住了雙重引力紅利的旅行者一號(hào)，依然在以17公里的極速狂奔。

很多人看到這里會(huì)產(chǎn)生困惑：既然能加速，人類為什么不專門發(fā)一個(gè)“全速版”探測器去超車？難道我們真的造不出能追上先行者的機(jī)器嗎？

答案是：技術(shù)上當(dāng)然可行，但戰(zhàn)略上并不劃算。從立項(xiàng)之初，新視野號(hào)的使命就不是為了刷新速度紀(jì)錄，而是為了人類的第一場冥王星遠(yuǎn)征。為了一個(gè)“第一名”的虛名，去消耗幾十億美元和數(shù)十年的科學(xué)壽命，在天文學(xué)家看來是一種巨大的浪費(fèi)。

即便人類真的想超車，復(fù)刻新視野號(hào)的起跑并配合理想窗口，巡航速度確實(shí)能突破每秒20公里，但在現(xiàn)有的推進(jìn)技術(shù)下，面對旅行者號(hào)長達(dá)50年的領(lǐng)先優(yōu)勢，我們也至少需要140年才能抹平這段距離鴻溝。在真實(shí)的科學(xué)價(jià)值面前，純粹的“速度競技”毫無意義。

你想跑得最快，就得像旅行者一號(hào)那樣，在那個(gè)特殊的年代把所有的運(yùn)氣都換成速度；你想看得最清，就得像新視野號(hào)那樣，哪怕配置拉滿，也要為了那個(gè)探索未知的目標(biāo)，心甘情愿地慢下來。

最后，讓我們看看這兩臺(tái)探測器的宿命。雖然新視野號(hào)更年輕，但在“待機(jī)壽命”上卻面臨著更大的挑戰(zhàn)。旅行者一號(hào)擁有3臺(tái)功率強(qiáng)大的核電池，即便已經(jīng)工作了近50年，依然能維持基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)回傳。

而新視野號(hào)在設(shè)計(jì)時(shí)為了追求起跑初速，對重量進(jìn)行了嚴(yán)苛的精簡，它僅僅攜帶了1臺(tái)核電池。更現(xiàn)實(shí)的問題是：精密的數(shù)字電路對最低啟動(dòng)電流的要求遠(yuǎn)高于70年代的模擬設(shè)備。當(dāng)核電池衰減到一定程度，旅行者號(hào)尚能靠微弱電流發(fā)送簡單的脈沖信號(hào)，而新視野號(hào)復(fù)雜的芯片組可能因電壓不足而徹底黑屏。

其實(shí)，即便真的等到176年以后，人類也沒必要去復(fù)刻旅行者一號(hào)的軌跡。行星軌道處于復(fù)雜的混沌系統(tǒng)中，長期的引力攝動(dòng)早已改變了當(dāng)年的幾何相位。更重要的是，現(xiàn)代航天探索永遠(yuǎn)是目標(biāo)導(dǎo)向，而非軌道導(dǎo)向。

對于下個(gè)世紀(jì)的人類來說，他們可能已經(jīng)掌握了核動(dòng)力推進(jìn)等更高效的動(dòng)力技術(shù)，不再需要為了“白嫖”引力而苦等發(fā)射窗口。旅行者一號(hào)的航線，本質(zhì)上是科技落后的人類利用數(shù)學(xué)智慧，對自然引力進(jìn)行的一次極限壓榨。

它注定是絕響，因?yàn)槟欠N把所有運(yùn)氣和智慧都孤注一擲的抉擇，只屬于那個(gè)剛剛踏入太空、卻對未知充滿渴望的初級(jí)文明。

硬件強(qiáng)大的新視野號(hào)，雖然無法在時(shí)空的賽道上反超，卻在更寬的維度拓寬了人類的視野。它們各司其職，在不同的軌道上，共同構(gòu)成了人類文明邁向深空的證明。