它從北京到上海只要70秒 但還是慢如蝸牛
本文專家:林文傑，科普作家，工程師，川陀智庫高階研究員
據美國宇航局本月初的最新訊息，發射於1977年的旅行者2號探測器歷經40餘年飛行，目前已飛至太陽系邊緣的日球層頂附近。
種種跡象表明， 旅行者2號已經“接近星際空間”，它將成為繼旅行者1號（同樣發射於1977年，早於旅行者2號）之後，有史以來第二個飛離太陽系、進入星際空間的人類探測器！
旅行者探測器
“進入星際空間”？飛出太陽系？這些都是些什麼東東呢？今天我們就來科普一下。
如何知道探測器飛出了太陽系？
太陽風（“恆星風”）
太陽風是從太陽上層大氣射出的超聲速等離子體帶電粒子流。在不是太陽的情況下，這種帶電粒子流也常稱為“恆星風”。
太陽風是一種連續存在，來自太陽並以 200-800km/s 的速度運動的高速帶電粒子流。
從地球附近經過的太陽風的數值模擬
星際空間
星際空間是指恆星與恆星之間、瀰漫著稀薄帶電粒子的區域。這種帶電粒子被稱作等離子體。
比如，我們從太陽系內部一直朝外飛，脫離了太陽系的範圍，但還沒有到達另一顆恆星的範圍之前，就是在星際空間中。
星際空間和太陽系（圖中的橢圓就是太陽風能達到的位置，即太陽系的勢力範圍）
以姐妹探測器“旅行者1號”和“旅行者2號”來說，它們均攜帶了用於源自太陽系外的宇宙射線、源自太陽風及太陽系外的帶電粒子的儀器，通過儀器檢測宇宙射線、帶電粒子等的數量變化，就可以知道探測器是仍在太陽系內，抑或是已經快要飛出太陽系了。
太陽系
美國航天局（NASA）報告說， 旅行者2號最近檢測到的源自太陽系外的宇宙射線水平明顯升高。
不僅如此， 旅行者2號探測器上用於檢測帶電粒子的儀器也監測到了類似幅度的較高能量宇宙射線水平升高。
於1977年發射的旅行者探測器
這表明，旅行者2號已經抵達日球層頂附近，時間大約為8月下旬.
這個里程碑也曾出現在旅行者1號上。在2012年，旅行者1號也出現經歷了這種狀況，並且在三個月後（2012年8月）正式抵達星際空間。
日球層頂與星際介質形成的弓形激波（一旦飛出弓形激波，就算出了太陽系的家門了）
從俯視黃道平面的角度看，在旅行者1號和2號前出太陽系的方向上，日球層頂半徑相差不大，可以認為旅行者2號很有可能在年底前正式離開日球層頂，脫離太陽風粒子的影響並進入星際空間。
嚴格意義上說，日球層頂並非太陽系的界線，而是太陽風粒子能夠影響的最遠距離。在日球層頂之外，太陽風粒子無法推動星際介質，因此這裡會形成一道弓形震波和氫氣牆，肉眼看不見，是一道無形的邊界。
太陽風
截止2018年10月，旅行者2號與地球的距離大約在177億公里，約為118個天文單位。旅行者1號在2012年確認飛出日球層頂時的位置為121個天文單位。一直到2017年11月，旅行者1號還進行了一次軌道修正。
旅行者1號探測器的位置示意圖（大約100多個天文單位）
在前出太陽系的速度上，旅行者1號和2號算是旗鼓相當， 每年大約前進3至4個天文單位，每秒17公里左右。
北京到上海的距離大約為1213公里，以旅行者探測器的速度只要70多秒，一分多鐘就到了。
比鄰星（Proxima Centauri）
但這個速度放到宇宙尺度上還是太慢了，距離我們最近的恆星（比鄰星）有4.2光年的距離，用旅行者探測器的速度要數萬年才能走完。
這就像拿著北上廣的工資去三四線城市花，的確有一種人生贏家的感覺，但一拿到國際大都市，立馬被打回原形。
要知道在數萬年前，人類剛剛學會了使用石器，顯然在星際旅行上我們還沒有更好的辦法。
“旅行者”探測器都要飛往哪兒？
兩艘旅行者探測器是第一批脫離太陽風粒子影響，接觸星際空間的人造物體，旅行者1號沒有特定的飛行方向，因為朝哪兒飛已經不重要，反正都到不了，這是其一。
其二，太陽系周圍的恆星也有相對運動的趨勢，現在導航瞄得準準的，可時間一過幾萬年，恆星之間的相對位置全變了。
如果非要在這份情懷上加個期限，我相信幾萬年能把所有人的期待給磨滅掉。
旅行者2號目前對準的是望遠鏡座的方向，還是那句話，目的地不重要，重要的是一路上的經歷，人生也是如此。
探測器上攜帶了代表人類文明的問候
如果不出意外，並且參照旅行者1號的經歷，2號探測器有可能在年底前進入星際空間；如果沒有奇蹟發生，2025年之後探測器上的所有儀器都會斷電，核電池工作了將近50年左右也差不多歇菜了，NASA也完全失去對它們的控制。反正天很高，任它們飛吧。
兩艘旅行者探測器先後飛出日球層頂，再過幾年就要徹底說拜拜了，感覺這是生離死別一般再也見不到了，但這種觀點有可能是錯誤的。我們也不排除再過了若干年，航天技術有了革命性的突破，說不定還能追上它們，這不是沒有可能。
NASA有無後續計劃？
在旅行者探測器之前，美國宇航局還發射了兩艘行星際飛船，分別為先驅者10號和11號。
2003年，先驅者10號在距地122億公里外失去聯絡。2011年的時候，先驅者11號距離我們80個天文單位以上，相當於119億公里。
四大行星際探測器前出太陽系的示意圖
由於兩者的速度不夠快，每年只前進3億公里左右，按旅行者1號抵達日球層頂121個天文單位估算，兩艘先驅者探測器目前還沒有達到日球層頂的位置。兩者前出太陽系的方向相反，一個朝銀河系中心，另一個揹著銀河系中心前進。
新視野號
下一個最有希望離開日球層頂的探測器應該是新視野號了，目前距離地球大約63.5億公里，正靠近第一個柯伊伯帶天體2014 MU69，預計在2019年1月抵達。
到目前為止，NASA還沒有新的太陽系外側軌道天體探索計劃，新視野本來還有一個姊妹探測器，後來計劃被取消。
因為NASA的核電池數量不夠，導致任務被推遲，而一旦錯過2008年至2009年的視窗，那麼探測器不能借力木星引力彈弓，前往柯伊伯帶至少要增加4至5年的時間，最終任務被擱置。
