航海家一號轉向以尋找失蹤的太陽風粒子流

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2011-03-22 21:30
樓主
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轉貼自 http://tamweb.tam.gov.tw/bew/TW/content.asp?mtype=c2&idx=459

太陽的帶電粒子流在太陽系邊緣會轉往哪個方向?科學家知道:這個答案,就在風中。因此科學家嘗試讓航海家一號(Voyager 1)轉向以測量這些帶電粒子流究竟跑到哪兒去了。

  為了讓航海家一號上的低能帶電粒子偵測器(Low Energy Charged Particle instrument)能蒐集相關資料,任務科學家在3月7日調整太空船上的陀螺儀,相對於從地球方向觀察太空船的方向,將整個太空船逆時針轉動70度,耗時2小時33分才調整完。科學家們可是已經21年沒幹過這件事了呢!航海家一號和二號兩艘太空船加起來,上一次控制陀螺儀以進行太空船轉動的工作是在1990年2月14日,緣由是為了要讓航海家一號回頭拍攝整個太陽系家族照。不過雖然航海家一號已經在太陽系中旅行33年了,也已經21年沒調轉過方向,但整個調整過程仍然非常靈活流暢,讓任務科學家們相當滿意,也計畫未來將會多轉動幾次,好讓科學家們蒐集更多太陽系邊緣日鞘層(heliosheath)的資料。

  目前兩艘航海家號太空船都已經位在太陽系邊緣—太陽風可以抵達的邊境,在此邊境處是粒子運動相當紊亂的一個殼層狀結構,稱為日鞘層。太陽風是太陽表面發出的帶電粒子所形成的粒子流,這些粒子流所構成的泡泡狀結構就是我們的太陽系範圍,稱為「日光層(heliosphere)」。當太陽風抵達太陽系邊境,進入恆星之間的星際空間,會與在此處流動的星際風碰觸。

  2010年6月,當時航海家一號距離太陽約170億公里,從低能帶電粒子儀傳回的資料就開始顯示已幾無向外的太陽風粒子,至今仍然如此。航海家號太空船的科家團隊不認為太陽風在此區域完全銷聲匿跡,很可能只是剛好轉到太空船偵測不到的方向。但到底是哪個方向?這就是科學家在3月7日將航海家一號轉向的原因。如能瞭解太陽風改變後的方向和強度,可以幫助科學家瞭解整個太陽系日光層的形狀,並估算到完全離開日鞘層、進入星際空間還有多遠。

  航海家號的工程師們其實曾在2月2日進行過為時2小時15分鐘的轉動測試,當航海家一號的資料花了16小時抵達地球後,任務團隊才能確認測試成功,太空船還很靈活,且始終能瞄準它的導航星—半人馬座Alpha星(南門二)無誤。

  3月7日轉動後所收集的資料,科學家還得至少花上好幾個月才能分析完,因此還不確定太陽風到底轉到哪兒去了。而在3月7日初次調動後的7天之內,科學團隊還會再進行至少5次這樣的調動工作,其中最長的一次可能得花上3小時50分才能轉到科學家預定的方向。之後大約每3個月會再進行長達一週的一系列轉動工作,以確認太陽風的去處。雖然高齡33了,但這艘太空船還能如此活躍地提供太陽系邊界的獨特科學資料,真是相當難得。

  航海家二號於1977年8月20日發射;一號則在數天後的9月5日發射。到3月7日為止,航海家一號距離太陽約為174億公里,二號則距離約142億公里,但兩者的航向不同。目前在航海家二號的航道上,尚未偵測到太陽風降為0的狀況,科學家預期在未來數年之內,這種狀況隨時會發生。

資料來源:http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2011-069, 2011.03.08, KLC

【心得感想】

這讓我想到 Star Trek 的重返地球-航海家號..


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