有一個(gè) 1977 年發(fā)射的探測(cè)器，現(xiàn)在距離地球254 億公里，信號(hào)單程要走23 小時(shí)，發(fā)射功率只有23 瓦，比你家冰箱燈泡還弱，但它居然還在和地球通話，它就是旅行者一號(hào)，人類飛出最遠(yuǎn)的星際信使，一個(gè)本該在 40 年前就 “壽終正寢” 的探測(cè)器。

23 瓦的信號(hào)，怎么跨越 254 億公里傳到地球？

按照平方反比定律衰減，距離增加一倍，信號(hào)強(qiáng)度就變成原來的四分之一，等信號(hào)傳到地球時(shí)，強(qiáng)度已經(jīng)弱到500 萬億億分之一瓦，相當(dāng)于在地球聽月球上一只蚊子扇翅膀，或者在 1000 公里外聽一個(gè)人的心跳！

這簡(jiǎn)直是天方夜譚！

但 NASA 做到了，靠的是三個(gè) “黑科技” 組合拳，缺一個(gè)都不行！

旅行者一號(hào)最顯眼的就是那個(gè)直徑 3.7 米的拋物面天線，像一口巨大的鐵鍋，它的作用不是接收信號(hào)，而是聚焦信號(hào)，這口 “大鍋” 能把 23 瓦的微波信號(hào)，壓縮成一道只有0.5 度的窄波束，精準(zhǔn)射向地球，方向誤差不能超過 0.05 度，相當(dāng)于在 100 公里外瞄準(zhǔn)一個(gè)硬幣！

這口天線 49 年來一直精準(zhǔn)指向地球，哪怕旅行者一號(hào)每秒飛行 17 公里，在星際空間中遭遇各種引力擾動(dòng)，它的指向精度始終保持在0.05 度以內(nèi)。

NASA 在全球布下了三座深空通信站，分別位于美國(guó)加州、西班牙馬德里、澳大利亞堪培拉，呈 120 度分布，確保地球自轉(zhuǎn)時(shí)永遠(yuǎn)有一個(gè)站點(diǎn)能對(duì)準(zhǔn)旅行者一號(hào)，無通訊盲區(qū)。

70 米直徑的巨型射電望遠(yuǎn)鏡，相當(dāng)于半個(gè)足球場(chǎng)大小的 “耳朵”，能捕捉到萬億分之一瓦級(jí)的微弱信號(hào)，這些望遠(yuǎn)鏡的核心放大器被泡在液氦里，冷卻到 -268℃，目的是降低熱噪聲，讓信號(hào)從宇宙背景噪音中 “浮現(xiàn)” 出來。

在 254 億公里外的星際空間，太陽(yáng)能電池板就是擺設(shè)，那里的陽(yáng)光強(qiáng)度只有地球附近的幾萬分之一，根本不夠發(fā)電，旅行者一號(hào)的 “心臟” 是三臺(tái)钚 - 238 核電池，靠放射性元素衰變產(chǎn)生的熱量發(fā)電，沒有任何活動(dòng)部件，極其可靠。

1977 年發(fā)射時(shí)，這三顆 “心臟” 總功率是 470 瓦，能支撐 11 種科學(xué)儀器全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，到 2025 年，功率已經(jīng)降到 220 瓦，每年還在以 4 瓦的速度衰減，但它依然堅(jiān)挺！

為了省電，NASA 工程師不得不一次次 “割肉”，2025 年 2 月關(guān)閉了宇宙射線子系統(tǒng)，2024 年關(guān)閉了部分加熱器，甚至讓儀器在 - 70℃的超低溫下工作，但光有硬件還不夠，旅行者一號(hào)能活這么久，還靠一個(gè) “續(xù)命神器”：極致的冗余設(shè)計(jì)。

NASA 在設(shè)計(jì)旅行者一號(hào)時(shí)，就做好了 “打持久戰(zhàn)” 的準(zhǔn)備，全身都是 “備份”：兩臺(tái)無線電發(fā)射機(jī)、兩臺(tái)數(shù)字磁帶記錄器、多套姿態(tài)控制推力器、雙重電路保護(hù)，你能想到的關(guān)鍵部件，它都有兩套！

2024 年 10 月，旅行者一號(hào)的 X 波段主發(fā)射機(jī)出了故障，自動(dòng)切換到 S 波段備用發(fā)射機(jī)，雖然數(shù)據(jù)率從 160 比特 / 秒降到 40 比特 / 秒，但它居然沒失聯(lián)，還在繼續(xù)傳回星際空間的珍貴數(shù)據(jù)。

說到這里你可能會(huì)問：旅行者一號(hào)在 254 億公里外，到底在干什么？

它還能傳回什么數(shù)據(jù)？

其實(shí)旅行者一號(hào)早就完成了它的 “本職工作”，1979 年飛掠木星，拍下了木星大紅斑的清晰照片；1980 年飛掠土星，揭示了土星環(huán)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)；之后它本應(yīng)關(guān)閉科學(xué)儀器，進(jìn)入 “退休模式”，但 NASA 發(fā)現(xiàn)，它的狀態(tài)好得出奇，于是決定讓它繼續(xù)前進(jìn)，探索星際空間。

現(xiàn)在旅行者一號(hào)已經(jīng)進(jìn)入了星際介質(zhì)，這里是人類探測(cè)器從未到達(dá)過的 “處女地”，它的 3 臺(tái)科學(xué)儀器還在工作，傳回的數(shù)據(jù)讓科學(xué)家第一次知道：星際空間的磁場(chǎng)是什么樣的？宇宙射線的強(qiáng)度有多高？太陽(yáng)風(fēng)是如何與星際介質(zhì)相互作用的？

而這些數(shù)據(jù)，都是以每秒 40 比特的速度，從 254 億公里外，一點(diǎn)點(diǎn) “爬” 回地球的，每一個(gè)字節(jié)都凝聚著人類的智慧與堅(jiān)持。

但最讓人動(dòng)容的不是技術(shù)有多牛，而是旅行者一號(hào)身上攜帶的人類文明 “時(shí)間膠囊”：旅行者金唱片。

這張 12 英寸的銅質(zhì)唱片，表面鍍金，能保存 10 億年，里面收錄了：

• 55 種人類語(yǔ)言的問候語(yǔ)（包括中國(guó)的普通話、粵語(yǔ)、吳語(yǔ)、閩南語(yǔ)）
• 27 首世界名曲（包括貝多芬的《第五交響曲》、中國(guó)的《高山流水》）
• 115 張圖片（從地球全景到人類 DNA 結(jié)構(gòu)，從長(zhǎng)城到埃菲爾鐵塔）
• 自然界的各種聲音（海浪、風(fēng)聲、鳥鳴、鯨歌）

這張唱片，是人類寫給宇宙的 “情書”，如果有一天外星文明發(fā)現(xiàn)了旅行者一號(hào)，就能通過這張唱片，知道在宇宙的某個(gè)角落，曾經(jīng)有一個(gè)叫做 “人類” 的文明，他們熱愛生活，追求真理，渴望與宇宙對(duì)話。

而旅行者一號(hào)本身，也成了人類文明的 “火種”，它將帶著這張唱片，在宇宙中飛行幾億年，甚至幾十億年，直到太陽(yáng)變成紅巨星，地球被吞噬，人類文明可能已經(jīng)滅絕，但它依然會(huì)在黑暗中無聲滑行，訴說著人類曾經(jīng)存在過的故事。

看到這里你可能會(huì)問：旅行者一號(hào)還能撐多久？

它的最終命運(yùn)是什么？

科學(xué)家認(rèn)為2030年前后，它將徹底 “死亡”，因?yàn)樗暮穗姵孛磕甓紩?huì)損失 4 瓦功率，到 2030 年左右，功率會(huì)降到不足以維持通信系統(tǒng)和姿態(tài)控制，那一天，NASA 會(huì)收到最后一條信號(hào)，然后，旅行者一號(hào)的發(fā)射機(jī)會(huì)關(guān)閉，天線再也無法對(duì)準(zhǔn)地球，它會(huì)變成一塊冰冷的金屬，依靠慣性，繼續(xù)在黑暗中飛行，飛向銀河系中心，一飛就是幾億年，幾十億年……

1977 年發(fā)射時(shí)，NASA 的工程師們可能沒想到這個(gè)探測(cè)器會(huì)飛這么遠(yuǎn)，活這么久；，像我們今天，也無法想象100 年后的人類，會(huì)到達(dá)宇宙的哪個(gè)角落。

或許有一天，當(dāng)我們的后代駕駛著星際飛船，在銀河系深處發(fā)現(xiàn)旅行者一號(hào)時(shí)，他們會(huì)停下腳步，看著這個(gè)銹跡斑斑的探測(cè)器，想起在 20 世紀(jì)末，有一群人用最簡(jiǎn)陋的技術(shù)，完成了最偉大的星際旅行。

或許他們會(huì)把旅行者一號(hào)帶回地球，放在博物館最顯眼的位置，旁邊寫著：這是人類文明的第一步，也是永恒的一步。