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任務(wù)概要

旅行者2號最初計劃屬于水手計劃里的水手12號航天器。它在1977年8月20日于佛羅里達州的卡納維拉爾角，被搭載在一枚泰坦3號E半人馬座火箭上發(fā)射升空。由于地面的工作人員忘記傳送一個重要的啟動代碼到旅行者2號，使航天器關(guān)閉了船上的高增益天線。幸好地面的工作人員最終成功與船上的低增益天線取得聯(lián)絡(luò)，并重新啟動船上的高增益天線。

發(fā)射和軌道

在1977年8月20日，由泰坦三E運載火箭/半人馬座火箭發(fā)射升空的 旅行者2號 。

旅行者2號 主要使命的軌道。

繪圖顯示 旅行者2號 針對其離太陽的距離的日心速度，說明利用木星，土星和天王星的重力協(xié)助，以加速飛船。為了觀察海衛(wèi)一(TRITON)，“旅行者2號”越過海王星北極導致增加在出黃道平面的速度和減少遠離太陽的速度。

拜訪木星

旅行者2號在1979年7月9日最接近木星， 在距離木星云頂570,000公里（350,000英里）處掠過。這次拜訪多發(fā)現(xiàn)了幾個環(huán)繞木星的環(huán)，并拍攝了一些木衛(wèi)一的照片，顯示其火山活動。

木星是太陽系里最大的行星，主要由氫及氦組成，及小量的甲烷、氨、水蒸氣和其他合成物。而中央則是一個由硅酸鹽巖石和鐵組成的核。木星上顏色多姿多彩的云層，顯示了木星大氣層里變幻莫測的天氣。而木星亦擁有暫時為止最多的天然衛(wèi)星共67個。木星的公轉(zhuǎn)周期是11.8年，自轉(zhuǎn)周期則是9小時55分鐘。

雖然天文學家透過望遠鏡研究了這個行星好幾個世紀，但旅行者2號的發(fā)現(xiàn)仍然為科學家們帶來驚訝。例如木星大氣層上著名的大紅斑風暴被發(fā)現(xiàn)了是一個以逆時針方向轉(zhuǎn)動的復(fù)雜風暴系統(tǒng)，同時亦發(fā)現(xiàn)了一些細小的風暴和旋渦。

木衛(wèi)一：上發(fā)現(xiàn)了活火山是另一樣震驚科學家們的發(fā)現(xiàn)。這是因為科學家們首次在太陽系的其他星體里發(fā)現(xiàn)了仍然活躍的火山活動。旅行者2號這次總共觀測了木衛(wèi)一上九座火山的爆發(fā)，亦證實了在兩艘旅行者航天器的造訪期發(fā)生的其他火山爆發(fā)?；鹕奖l(fā)造成的煙霧被噴射至離開木衛(wèi)一表面300公里（190英里）以上的高空。而從火山爆發(fā)噴射出的物質(zhì)速度更高達每秒一公里。木衛(wèi)一上的火山爆發(fā)能量可能來自其與木星、木衛(wèi)二和木衛(wèi)三之間的潮汐力。由于這三顆衛(wèi)星被鎖定于拉普拉斯共鳴軌道上，即木衛(wèi)一公轉(zhuǎn)兩次、木衛(wèi)二就會公轉(zhuǎn)一次；而當木衛(wèi)二公轉(zhuǎn)兩次，木衛(wèi)三又會公轉(zhuǎn)一次。雖然木衛(wèi)一總是以一面對著木星，但木衛(wèi)二和木衛(wèi)三讓其產(chǎn)生輕微的搖擺。這種搖擺力量作用大得使木衛(wèi)一彎曲達100米（330英尺），對比地球上卻只有1米（3英尺）而已。木衛(wèi)一上的火山活動亦影響了整個木星系統(tǒng)，它的影響力遍及木星的磁圈。硫酸、氧鎂及鈉顯然地隨木衛(wèi)一上的火山噴出，并衛(wèi)星的表面亦受到高能量的粒子影響而被噴濺。這些噴濺甚至到達了木衛(wèi)一的磁圈邊界，離開其表面數(shù)百萬英里之遠。

木衛(wèi)二：從旅行者1號的低分辨率照片中可以看到了其表面出現(xiàn)了蹤橫交錯的紋理。最初，科學家們相信那些紋理是源自地殼移動或地殼構(gòu)造活動而成的裂紋。但其后從旅行者2號提供的高分辨率照片卻讓科學家們感到懊惱，皆因那些特征卻又欠缺了地形學上的輪廓。正如其中一位科學家形容說：“那些特征就像是一枝粗頭墨水筆畫上去一樣”。造成如此的紋路，有可能是因為木衛(wèi)二亦同樣受到了潮汐力影響，使其內(nèi)部出現(xiàn)了如木衛(wèi)一百分之十或以下的摩擦力及熱力。一般認為木衛(wèi)二有一薄的冰造的地殼（少于30公里或18英里），下藏一個深約50公里（30英里）的海洋。

木衛(wèi)三：是太陽系里最大的天然衛(wèi)星，其直徑達5,276公里（3,280英里）。這趟旅程證實了木衛(wèi)三上有兩種明顯的地形：多坑及多深構(gòu)。科學家們認為木衛(wèi)三的冰地殼正受到地殼構(gòu)造活動等的張力影響。

木衛(wèi)四：地殼上殘留的古老隕石坑則顯示了很多被隕石撞擊過的痕跡。最大的隕石坑顯然地因地殼上的冰層移動而隨時間被填去，因為在滿布撞擊痕跡的盆地上幾乎沒有任何顯然而見的地形特征殘留。這是撞擊痕跡之所以被確認是因為剩下了較淺的顏色及留下了減退了的環(huán)形山。

木星被發(fā)現(xiàn)擁有一個暗淡而粉狀的環(huán)。環(huán)的外邊距離木星中心129,000公里（80,000英里），而內(nèi)里的邊界則距離木星中心30,000公里（18,000英里）。 同時，這趟旅程亦發(fā)現(xiàn)了木衛(wèi)十五和木衛(wèi)十六兩顆細小的衛(wèi)星，剛好在木星環(huán)的外圍運行。而第三顆新發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星木衛(wèi)十四則夾在木衛(wèi)五和木衛(wèi)一中間的軌道運行。

木星的環(huán)和其衛(wèi)星都出現(xiàn)在其密集而滿布電子和離子輻射帶的磁場之中。這些粒子和磁場組成了木星的磁圈，向太陽方向伸延3至7百萬公里，并伸延到至少到達土星的軌道，即7.5億公里（4.6億英里）之外。由于磁圈會跟隨木星轉(zhuǎn)動，磁圈會掃過木衛(wèi)一并同時每秒鐘剝?nèi)ヒ还珖嵉奈镔|(zhì)。這些物質(zhì)會形成一個在紫外光下才看見的環(huán)形離子云，這團離子云會向外移動，使木星的磁圈比正常的大出兩倍。一些精力旺盛的硫酸和氧離子會墮進了這個磁場繼而進入了木星的大氣層之中，形成了極光。

當木衛(wèi)一橫過木星的磁場時，它就活像一個發(fā)電機，發(fā)展出400,000伏特的電壓橫跨其直徑并同時制造出約3百萬安培的電流，由磁場流到木星的電離層。

旅行者2號最終造訪了木星好幾天后離開，并對木星拍攝了很多照片。

拜訪土星

旅行者2號在1981年8月25日最接近土星。 當航天器處于土星后方時（相對地球而言），它以雷達對土星的大氣層上部進行探測，并量度了氣溫及密度等資料。旅行者2號發(fā)現(xiàn)高層位置（氣壓相當于7百帕時）的氣溫為70K（?203 °C），而在低層位置（氣壓相當于120百帕）則量度出143K（?130 °C）。北極會多冷10K，但仍會出現(xiàn)季節(jié)性變化。

掠過土星后，船上的拍攝平臺有點卡住了，使前往天王星和海王星的任務(wù)產(chǎn)生變數(shù)。幸好，地面的工作人員最終把問題解決，那是因為過度使用而令潤滑油暫時耗盡。最終航天器仍是接到繼續(xù)前進的指令，前往天王星。

拜訪天王星

旅行者2號在1986年1月24日最接近天王星，并旋即發(fā)現(xiàn)了10個之前未知的天然衛(wèi)星。另外航天器亦探測了天王星由其自轉(zhuǎn)軸傾斜97.77°緣故而獨特的大氣層，并觀察了他的行星環(huán)系統(tǒng)。在這首次的掠過之中，最接近天王星時只距離天王星的云層頂部81,500公里（50,600英里）而已。

天王星是太陽系里第三大的行星，它于距離太陽約28億公里（17億英里）的距離圍繞太陽公轉(zhuǎn)。其公轉(zhuǎn)周期是84年，自轉(zhuǎn)周期則是17小時14分鐘。天王星的自轉(zhuǎn)獨特在于它實際上是傾倒在其軌道滾動，一般認為這個不尋常的位置是由于在太陽系的形成早期曾與一顆行星大小的星體碰撞過的緣故。由于它的奇怪定位，使它的兩極會分別接受長達42年的白晝或晚上，所以科學家們都不知道會在天王星上發(fā)現(xiàn)到些什么。

旅行者2號發(fā)現(xiàn)了其中一樣因天王星的傾斜位置而對其傾斜了60度的磁場的影響，就是其磁尾因天王星的轉(zhuǎn)動而被扭曲成為了一個螺旋形，出現(xiàn)在天王星的后方。不過其實在它到訪之前，人們對天王星擁有磁場并不知情。

天王星的輻射帶被發(fā)現(xiàn)如土星的一樣密集。輻射帶里輻射的密集程度，會令光線把任何困在衛(wèi)星或環(huán)里冰面上的甲烷迅速地（在100,000年以內(nèi)）變暗。這樣解釋了為什么為什么天王星的衛(wèi)星及環(huán)大部分都以灰色為主。

在日光直射的一極檢測到一些高層次的霧，發(fā)現(xiàn)這些霧幫助散播大量的紫外光，這個現(xiàn)象稱之為“日輝”。其平均溫度是60K（-350 °F）。令人驚訝的是，即使是被照射的一極和黑暗的一極，在整顆行星上的云頂氣溫幾乎一致。

在五顆最大的天然衛(wèi)星中運行軌跡最靠近天王星的天衛(wèi)五，展示出它是太陽系中最奇怪的星體之一。當旅行者2號飛過時，從拍攝回來的詳細照片中看到其表面上有一些深達20公里（12英里）的峽谷、隆起的斷層和新舊年齡混合的地表。有理論指天衛(wèi)五可能是把早期一些猛烈撞擊后破裂的物質(zhì)重新組合而成。

航天器同時亦觀測了九個已知的天王星環(huán)，顯示出天王星環(huán)與木星環(huán)和土星環(huán)截然不同。整個星環(huán)系統(tǒng)相對地較新，并非與天王星形成時一起形成。星環(huán)里的組成粒子有可能是一顆因高速撞擊或被潮汐力撕碎的衛(wèi)星碎片而形成。

拜訪海王星

旅行者2號在1989年8月25日最接近海王星。 由于這是旅行者2號最后一顆能夠造訪的行星，所以決定將它的航道調(diào)校至靠近海衛(wèi)一一點，不再理會飛行軌跡，就像旅行者1號完成造訪土星后不理飛行軌跡靠近土衛(wèi)六一點進行研究一樣。

航天器發(fā)現(xiàn)了海王星的大黑斑，后來在哈勃空間望遠鏡于1994年再次觀測時卻消失了。最初被認為是一片大的云，但后來卻被認為是云層上一個空洞。

經(jīng)過旅行者2號造訪海王星后，冥王星是當時唯一一個仍然未被任何從地球飛來的航天器造訪過的行星。但后來在國際天文學會重新定義行星后，冥王星被降級為一顆矮行星。因此，旅行者2號在1989年飛掠過海王星后，使太陽系中所有行星都至少被人造航天器探訪過一次。

離開太陽系后的星際使命

由于旅行者2號的探訪行星任務(wù)已經(jīng)完結(jié)，旅行者1號被美國宇航局形容為進行星際探索任務(wù)，用以查找在太陽圈外的太陽系究竟是怎樣的。一般相信旅行者1號已經(jīng)2004年12月飛越了終端激波區(qū)域，現(xiàn)時正身處在日鞘之中。每一艘旅行者航天器均攜帶著一片旅行者金唱片，以備當航天器被外太空智慧生物捕獲時可與他們溝通。唱片中載有地球上的映像及各種生物、一些科學資料和一首組曲“地球之聲”。曲中收錄了諸如鯨魚、嬰兒哭聲、海浪拍打聲及不同種類的音樂。

  2012年2月8日的飛船仿真視圖，仿真視圖顯示了“旅行者2號”自發(fā)射以來的軌跡。

  地圖顯示“先驅(qū)者10號”，“先驅(qū)者11號”，“旅行者1號”和“旅行者2號”飛船位置和軌跡，時間為2007年4月4日。

在2006年9月5日，旅行者2號正處于距離太陽80.5個天文單位（大約相當于12垓米）左右，深入于黃道離散天體之中，并正以每年3.3天文單位的速度前進。在這個距離是太陽與冥王星之間的距離兩倍，并比塞德娜的近日點較遠，但仍未超越鬩神星的軌道最遠處。

旅行者二號于2007年八月跨越終端激波并進入日鞘。

旅行者2號將會繼續(xù)傳送訊號直至2020年代為止。

現(xiàn)況

至2007年3月27日止，旅行者2號正位于距離太陽82.30個天文單位，每年以3.28個天文單位（約每秒15.56公里）的速度遠離太陽系。有關(guān)旅行者2號的無線電追蹤資料，可以參閱旅行者每星期報告。

旅行者2號目前正以每秒160位元的速度傳送科學數(shù)據(jù)。和旅行者2號交換的遙測數(shù)據(jù)資料公布在旅行者任務(wù)每周報告。旅行者2號目前位置的資料可在天堂之上找到。

截止至2011年2月22日，旅行者2號距離太陽94.619個天文單位，位于赤經(jīng)19.879，赤緯?53.88°，從地球上看來是朝向望遠鏡座的方向。

在2006年11月30日，向旅行者2號發(fā)射的測距儀指令受到船上電腦錯誤的解碼—在無預(yù)警的錯誤下—也就是一個開啟磁力計電熱器的指令。這個電熱器持續(xù)的開啟直到了2006年12月4日，在那段時間里導致了130°C（266 °F）的高溫，超過了磁力計設(shè)計上的忍受范圍，而且一個感應(yīng)器旋轉(zhuǎn)出了正確方位。盡管目前正在作出努力，這不可能完全的診斷并更正旅行者2號磁力計的損壞。

在2010年4月22日，旅行者2號遭遇到科學數(shù)據(jù)格式的問題并且于5月7日由美聯(lián)社報導出來。

在2010年5月17日，噴射實驗室的工程師透露出航天器上的電腦產(chǎn)生亂碼而導致了這個事件，并且計劃在5月19日重設(shè)電腦位元。

在2010年5月23日，旅行者2號在工程師修復(fù)亂碼之后恢復(fù)傳送科學數(shù)據(jù)。

一些儲存于內(nèi)存的研究資料由于亂碼的問題而受到限制或無法使用。

低耗能的帶電粒子儀器目前正處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)并且正傳送帶電粒子數(shù)據(jù)回地球。這些數(shù)據(jù)讓我們能研究日鞘和終端激波。

參見

旅行者1號

先驅(qū)者10號

先驅(qū)者11號

太陽系探測器列表

參考文獻

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