暗淡蓝点(探寻人类的太空家园卡尔·萨根诞辰80周年纪念版)/科学新经典文丛

作者简介

卡尔·萨根(Carl Sagan，1934-1996)，美国人，曾任美国康奈尔大学行星研究中心主任，被称为“大众天文学家”和“公众科学家”。他对人类将无人航天器发送到太空起过重要的作用，在行星科学、生命的起源、外星智能的探索方面也有诸多成就，两次获得美国国家航空航天局特殊科学成就奖章(ESAM)。由于萨根博士对科学、文学、教育及环境保护的杰出贡献，他还被授予了普利策奖、美国国家科学院和国家科学基金会最高奖以及众多其他奖项。他主持过电视科学节目，出版了大量科普文章和书籍，其《伊甸园的飞龙》曾获得普利策奖，电视系列节目《宇宙》在全世界取得热烈反响。主要作品还有《宇宙联结》《宇宙》《布卢卡的脑》《被遗忘前辈的阴影》《暗淡蓝点》《数以十亿计的星球》等。

内容简介

太空飞船离地球越来越远，无线电往返传递的时 间也变长， 当“旅行者号”在海王星的距离处时，这个时间接近 11个小时。 因此，一旦出现紧急情况，飞船需要知道怎样让自己 进入一个 等待地球指令的安全待命状态。随着航天器的老化， 它的机械 部件和计算机系统的失灵会越来越多；然而直到现在 还没有出 现过严重的记忆能力衰退和某些自动装置的阿尔茨海 默氏病。 这并不是说“旅行者号”航天器是完美无缺的。 严重威胁 探测任务的令人神经极度紧张的事故确实出现过。每 一次都委 派一批工程师——有的人从一开头就参加“旅行者号 ”计划—— 组成一个特别小组来“处理”问题。他们研究有关的 科技资料， 并运用他们对失灵部件原有的经验，他们用从未发射 过的、完 全一样的“旅行者号”航天器设备来做实验，或甚至 制作许多 个失灵的部件，来对它们的失灵方式进行某种统计研 究。 1978年4月，在发射将近8个月之后，飞船正在接 近小行 星带，这时遗漏了一个地面指令——这是一个人为的 差错—— 使“旅行者2号”上的计算机未与主要的无线电接收 机连接， 而误连到它的备用机上了。在接下来地面向航天器发 送指令时， 备用接收机未能锁住来自地球的信号，这是因为一个 叫做跟踪 环形电容器的部件失灵了。在“旅行者2号”完全失 掉联系7 天之后，它的故障警戒软件突然命令备用接收机断开 ，并让主 接收机接通。然而主接收机在片刻之后神秘地失灵了 ，再也听 不到它的声音了（直到今天，谁也不知道究竟为什么 ）。为了 完成任务，航天器上的电脑此刻愚蠢地坚持要使用已 经失灵的 主接收机。就这样，由于人为的和计算机的一连串不 幸的差错， 飞船现在处于真正的危险之中。谁也想不出一个办法 让“旅行 者2号”恢复使用备用接收机。但即使这办到了，由 于电容器失效， 备用接收机也不能收到来自地球的指令。许多设计人 员曾经担 心，这样一来一切都完蛋了。 但是在一个星期对地球指令冷漠地毫无反应之后 ，飞船终 于接受了两个接收机之间自动转换的指令，并编入了 这台反复 无常的船载计算机的程序中。也就在那一个星期，喷 气推进实 验室工程师们设计出一个创新的指令频率控制程序， 来保证让 受过损伤的备用接收机也能理解主要的命令。 工程师们现在至少初步地能够和飞船恢复联系了 。不幸的 是备用接收机现在变得很不稳定，它对航天器各个部 件通电和 断电时散发的热量极为灵敏。在随后的几个月中，喷 气推进实 验室的工程师们通过自己设计与进行的一些试验，彻 底弄清楚 了大多数航天器操作模式受热的影响：哪些因素会阻 碍，而哪 些会容许接收来自地球的指令？ 有了这样的知识，备用接收机的难题就完全解决 了。此后 它收到了地球上发出的关于如何收集木星、土星、天 王星与海 王星系统资料的全部指令。就这样，工程师们拯救了 飞行任务（为 了保障安全，在“旅行者2号”后来的大部分飞行中 ，在与下 一个行星会合之前，总是先把一套按计划进行的收集 资料的程 序存储在船载的计算机中，这样一来，即使航天器再 次听不见 来自家园的请求，也不碍事）。 另一个令人痛心的失败，是在1981年8月“旅行 者2号” 刚从土星背面出现（就地球上看来）后，扫描平台发 疯似的摇 摆不定——在靠近土星的十分短暂时间内指向各处， 有时指向 环，有时指向卫星或行星本身。突然，平台卡住了。 扫描平台 卡住不动是一个使人急得发疯的困难处境：要知道航 天器正在 飞越从来没有看见过的奇景，今后好几年或几十年我 们将再也 不能看见它们了，而漠不关心的飞船固定不动地向外 望着太空， 什么也没有看到。 扫描平台由带齿轮组的促动器驱动。因此喷气推 进实验室 工程师们起先在一次模拟试验中使用一个同样的飞行 促动器， 它在转动348次后失灵了，而航天器上的促动器转动 了352次 后失灵。问题原来出在润滑失灵。知道这一点是好的 ，可是怎 样对付它呢？很清楚，无法给“旅行者号”追加一个 加油器。 工程师们考虑，他们用交替地加热和冷却的办法 能否使失 灵的促动器再次起动呢？也许由此产生的热应力会引 起促动器 的部件以不同的速率膨胀和收缩，并使它松动。他们 在实验室 里用特制的促动器来试验这个设想，于是兴高采烈地 发现，用 这个办法他们可以让扫描平台在空间重新起动。设计 人员还想 出办法及早地诊断促动器失灵的任何别的迹象，因而 有足够时 间环绕这个问题开展工作。此后，“旅行者2号”的 扫描平台 运作得完美无缺。由于这项工作，才有了在天王星与 海王星系 统中拍到的全部图片。工程师们又赢得了一次胜利。 P80－82

“暗淡蓝点”——一张由航海者1号拍摄的地球照片，照片拍摄于旅行者1号在1990年结束太阳系探测使命时对地球的回眸一望。图片的创意来自美国著名的天文学家卡尔萨根，他将这个小斑点称为“Pale Blue Dot”，翻译成中文为暗淡蓝点。这张照片的弥足珍贵之处，在于人类能回眸自己、认识自己、警醒自己、激励自己。
　　萨根经典作品诞辰80周年纪念版
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　　《科技日报》主任编辑、中国科普作家协会常务副秘书长尹传红作序，中国天文馆事业的先驱者李元先生、中国科普作家协会副理事长卞毓麟、中科院研究生院人文学院教授李大光、中山大学天文与空间科学研究院院长李淼、果壳网频道主编Steed推荐