作為人類已經(jīng)發(fā)射的最重要的兩枚系外探測器，旅行者號(hào)探測器已經(jīng)觸及了太陽系的邊界，一個(gè)原本只存在于天文學(xué)家理論推想之中，卻從未被真正發(fā)現(xiàn)過的地區(qū)。科學(xué)家預(yù)計(jì)，它們很快就將離開太陽系，繼續(xù)改寫人類行為能達(dá)到最遠(yuǎn)位置的紀(jì)錄。

　　然而旅行者號(hào)并非人類所進(jìn)行的外探索工作的全部。在它們之前，先鋒10號(hào)和先鋒11號(hào)已經(jīng)踏上了沒有終點(diǎn)的征途。與此同時(shí)，新一代系外探測器也正在緊鑼密鼓地研制之中。除了它們，科學(xué)家還利用各種形式的望遠(yuǎn)鏡，窺探著宇宙的秘密。

　　陸續(xù)觸摸太陽系邊界

　　中國空間技術(shù)設(shè)計(jì)研究院研究員龐之浩將旅行者1號(hào)、2號(hào)統(tǒng)稱為“走馬觀花似的航天器”，與之同類群的還有先鋒10號(hào)、11號(hào)。這四個(gè)探測器都負(fù)載著沖出太陽系的任務(wù)。

　　而之所以將這類航天器命名為“走馬觀花似的航天器”，是因?yàn)樗鼈兌疾皇菍Ｓ锰綔y器。“旅行者2號(hào)先后探測了土星、木星、冥王星后，才去探測太陽系外。”龐之浩指出，旅行者號(hào)在走馬觀花后，又將探測太陽系外世界。

　　兩枚旅行者號(hào)飛船形制大體相同，重約825千克，是先驅(qū)者號(hào)的3倍多。它配有直徑3.66米的地球拋物線天線，還攜帶著用于探測宇宙線、行星磁場、行星大氣成分等11種探測器。此外，旅行者還裝備了放射性同位素?zé)犭姍C(jī)組，這是供其在遠(yuǎn)離太陽的黑暗、寒冷空間中所用的。

　　這兩枚宇宙探測器要做的事實(shí)在太多，除了沿途不斷地給太陽系拍照外，它們還被寄予厚望，希望能在飛行過程中碰到外星智慧生命。事實(shí)上，在發(fā)射旅行者號(hào)之前，NASA還曾發(fā)射過先鋒者10號(hào)和11號(hào)兩枚宇宙探測器。它們的最終目標(biāo)也是飛出太陽系。為此，這四種探測器都攜帶著“地球名片”，以期在遭遇外星智慧生命之后，能作一引見。

　　和“先驅(qū)者”系列不同，旅行者系列攜帶的不再是簡單的“地球名片”，而是一整套記錄地球上各種典型代表意義的聲音和圖片，也就是被稱為“地球之音的”唱片。人們期望，有朝一日，它們會(huì)被宇宙中的外星智慧生命截獲。那時(shí)，外星的朋友們就有可能通過這些了解到地球人的存在。

　　由于飛行軌道不同，1979年3月旅行者2號(hào)率先到達(dá)木星上空，繼而于1980年11月飛躍土星。旅行者1號(hào)則在1979年7月飛躍木星，1981年飛躍土星。

　　31年時(shí)間里，這對“孿生兄弟”立下了赫赫功勛。正是它們對木星和土星的考察，才使得人們對這兩個(gè)大行星的認(rèn)識(shí)有了很大提高。它們還發(fā)回了數(shù)以萬計(jì)的清晰照片。

　　不過，在它們先后訪問土星后，兩兄弟就分道揚(yáng)鑣了。其中旅行者1號(hào)向上飛出了太陽系諸行星的軌道平面，目前它已經(jīng)成為離地球最遠(yuǎn)的人造天體。旅行者2號(hào)則在越過土星后，又繼續(xù)訪問了天王星和海王星。最后，它也飛出太陽系諸行星的軌道平面。不過，由于飛行軌道的不同，它多走了許多彎路。

　　當(dāng)然，兩枚旅行者號(hào)的終極使命就是沖出太陽邊界，達(dá)到更遠(yuǎn)的距離。而發(fā)射于1972年的“先鋒10號(hào)”，如今也已飛出太陽系，但在2003年，科學(xué)家揮手與之告別時(shí)，NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，它竟已偏離預(yù)定航向40萬千米。而發(fā)射于次年的“先鋒11號(hào)”也是“謬以千里”。科學(xué)家們相信，如果這個(gè)偏離問題不是出在飛船本身或跟蹤站身上，而且此后別的探測器依然故我，繼續(xù)偏離，那我們就要下定決心，大力批判廣義相對論的思想根源了。有趣的是，噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的約翰·安德森之所以在上世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)“先鋒”探測器的異常，也是為了尋找太陽系外層的未知行星。他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)比地球引力弱100億倍的力。奇怪的是，這個(gè)力指向太陽系內(nèi)層而不是外層，似乎是太陽的惡作劇。

　　或許能夠拯救地球

　　著名的“先鋒號(hào)金屬板”，上面刻有一個(gè)氫分子、人類的外形以及我們在中的位置。科學(xué)家們希望這能向外星智慧生物描述我們的存在。

　　其實(shí)，理由無怪乎兩條：為了地球生命的未來；為了與外星生命相聯(lián)系。

　　整個(gè)太陽系正在銀河系內(nèi)運(yùn)動(dòng)。過去300萬年，太陽已經(jīng)在銀河系內(nèi)走過一個(gè)被稱為“泡泡”的空間。

　　太陽系能在撲朔迷離中安然行走，靠的是稱為“太陽風(fēng)鞘”的巨大磁場削弱宇宙射線。宇宙射線與氣候有關(guān)。進(jìn)化生物學(xué)也發(fā)現(xiàn)，到達(dá)地球的宇宙射線強(qiáng)度與基因突變率等生命演化有密切關(guān)系。“研究人員正希望通過繼續(xù)觀測旅行者號(hào)所傳回的數(shù)據(jù)，獲悉異常宇宙射線和宇宙射線的強(qiáng)度變化。

　　此前，對格陵蘭島和南極冰核的研究發(fā)現(xiàn)，14萬年前宇宙射線強(qiáng)度比現(xiàn)在高大約20%-40%。2006年，美國科羅拉多大學(xué)的帕夫洛夫計(jì)算出：當(dāng)太陽系穿過極密的星際云時(shí)，到達(dá)地球的宇宙射線劇增，能將“太陽風(fēng)鞘”壓縮到幾乎只有地球繞日軌道的大小。這樣一來，全球臭氧層將頓失四成。

　　當(dāng)然，第二個(gè)理由也很重要。形成之初是什么？宇宙中有生命的存在？人類對太空探索的視界能達(dá)到多遠(yuǎn)？這些都是拋給我們的問題。為了問題的解答，天文研究人員在射電望遠(yuǎn)鏡、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和空間探測器上三管齊下。

　　SKA全稱為“1平方千米陣射電望遠(yuǎn)鏡”，試圖建造出世界上最強(qiáng)大的射電望遠(yuǎn)鏡陣列。它將由上百架綿延3000千米的射電望遠(yuǎn)鏡組成，能使我們探索太空的視界擴(kuò)大無數(shù)倍。

　　在光學(xué)望遠(yuǎn)鏡方面，則有LAMOST，即大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)在今年8月竣工，是目前國際上最具威力的光譜巡天望遠(yuǎn)鏡。

　　當(dāng)然，空間探測器也絲毫不敢松懈自己。先鋒10號(hào)、11號(hào)、旅行者號(hào)就是對此的一個(gè)嘗試。

　　新系外探測器，準(zhǔn)備！

　　“太陽風(fēng)鞘”之外就是星際空間。旅行者1號(hào)將從“太陽風(fēng)鞘”最薄的地方飛出去。這樣才算真正飛出了太陽系。目前，NASA預(yù)計(jì)，旅行者這兩艘飛船將至少運(yùn)行到2020年。屆時(shí)，旅行者1號(hào)飛船將能夠悄悄地飛臨147個(gè)天文單位外的宇宙空間。

　　哪里才是太陽系的盡頭？研究人員推測，125個(gè)天文單位是最佳估算距離。旅行者1號(hào)飛船大約在2014年到達(dá)那里。

　　旅行者號(hào)畢竟是以太陽系內(nèi)探測為主，它們無法近距離經(jīng)過任何恒星———去最近的達(dá)半人馬座α星也需要幾萬年。

　　不過，新的外探測器該上路了。NASA官方網(wǎng)站的消息說，星際邊界探測器(IBEX)將于今年夏天發(fā)射，這一探測器的使命就是為了探索激波邊界和太陽風(fēng)鞘。

　　美國圣安東尼奧西南研究學(xué)院麥克康馬斯是該項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)研究人員。他指出，IBEX 將帶有高能中性原子分析器(ENAs)，可以捕捉太陽風(fēng)鞘與星際空間的各種變化。

　　而美國約翰·霍普金斯大學(xué)的拉爾夫·麥克納特正與噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室一起計(jì)劃一艘“創(chuàng)新星際探測器”(IIE)。它有望于2014年發(fā)射。它能在25年內(nèi)飛到200個(gè)天文單位之處。估計(jì)太陽作用的邊界在125個(gè)天文單位之外。2040年，它將一窺星際空間。