1990年2月14日，“旅行者1號”探測器（以下簡稱“旅行者1號”）搭載的相機在沉寂了10年后被最后一次開啟。隨后，在遠離地球59.5億千米的地方，“旅行者1號”拍攝了60幅照片。運用這些照片，美國宇航局噴氣動力實驗室（位于美國加州）的科學家們創(chuàng)制出了迄今為止在距離地球最遠處拍攝的太陽系全家福。這張全家圖的背景很黑暗，背景中的地球一點也不像“阿波羅號”登月宇航員在月球上所見的發(fā)光藍寶石一般的模樣，而只是一個暗淡的藍色小斑點，或者說只有一粒沙子那么大。而這個還不到1像素的毫不起眼的小點，竟然就是人類的家園。
　　1977年夏季和初秋，“旅行者2號”和“旅行者1號”相繼離開地球。當時的美國總統(tǒng)是卡特，當時的大歌星多娜·薩默在詠唱愛情，一部鮮為人知的電影——《星球大戰(zhàn)》竟然橫掃票房，冥王星依然被認作是一顆大行星，而在其他恒星周圍也有行星的觀點仍屬于一種純理論。

　　兩艘“旅行者號”完成了對木星、土星、天王星和海王星的造訪，并且由此改變了我們對太陽系的認識。在一系列的飛近探測中，它們向我們證明：木星的伽利略衛(wèi)星（均由伽利略率先發(fā)現(xiàn)）根本不是像我們的月球那樣沉寂、沒有空氣，而是各有特點，各有奧秘。兩艘“旅行者號”還顯示，土星環(huán)并非像科學家以往所想的那樣均衡，而是相當復雜，變化多端，其中有不少輻條結(jié)構(gòu)和看似編織的結(jié)構(gòu)。兩艘“旅行者號”還讓我們首次得以一瞥海藍色的天王星和鈷藍色的海王星的真容。而在這之前用望遠鏡從地面看去，這兩顆外太陽系行星不過是兩個模糊、難辨的斑點。兩艘“旅行者號”拍攝了52個天體的照片，其中23顆衛(wèi)星是首次發(fā)現(xiàn)的。就算到了現(xiàn)在，把內(nèi)太陽系遠遠拋在后面的兩艘“旅行者號”，在向星際空間（恒星之間的“空曠”地帶）推進的過程中，仍然繼續(xù)在向地球傳回數(shù)據(jù)。

淡藍斑——地球

　　圖中圓圈標識了“旅行者1號”所拍太陽系全家福中的淡藍色斑點——地球。美國著名天文學家卡爾·薩根對這幅照片評論說：“那就是地球啊！那就是我們的家園！每一個你所愛的人，每一個你認識的人，每一個你聽說過的人，每一個曾經(jīng)存在過的人和依然存在的人，都在那里呀！”
　　

彈弓效應

　　兩位實習生的貢獻，讓有關借助引力實現(xiàn)太空飛行的理念終于得以實現(xiàn)。
　　時間回溯到1961年5月，時任美國總統(tǒng)肯尼迪在美國國會發(fā)表“登陸月球”演講，號召國家在1970年之前送宇航員登月。在這次演講中，他還談到要研發(fā)核動力火箭，從而能在某一天完成更雄心勃勃的任務——“或許是前往太陽系的邊緣”。
　　當時，要想把飛行器送到如此遠的地方被認為是連想都不敢想的事。使用常規(guī)化學火箭，飛行器要飛30年才能到達海王星，這超過當時任何飛行器的壽命。那時候流行的觀點是，除非研發(fā)出某種形式的“高能”推進，否則前往外太陽系的任務就行不通。而當時噴氣動力實驗室的兩位實習生——米諾維奇和弗蘭多，打破了人們的這一悲觀。
　　1962年，米諾維奇破解了傳統(tǒng)機械學中的一個謎題：三體問題。三體問題描述的是兩個天體的引力會影響第三個天體的軌跡。典型情況是，前兩個天體是太陽和一顆行星，第三個天體是一顆衛(wèi)星、彗星或小行星。一個大天體的引力能改變一個小天體的軌跡這個理念并不算新，天文學家多年來一直在目睹彗星軌道一次又一次被木星掰彎。問題在于：怎樣精確預測第三個天體的軌跡將被怎樣改變？

　　米諾維奇不僅解決了這個問題，而且證明了這個效應可被應用于：只需要從地球發(fā)射時所需的燃料，而無需更多的燃料，就能讓一艘飛行器穿越整個太陽系。為此，這艘飛行器只需在足夠接近一顆行星的地方經(jīng)過該行星，而且與該行星同方向環(huán)繞太陽，就能“盜取”這顆行星的一些動量。飛行器將以更快的速度被彈射到一個新方向，而行星本身的慣性幾乎不受任何影響。由此，這一長期以來有關借助引力實現(xiàn)太空飛行（即引力援助）的理念終于得以實現(xiàn)。
　　時間很快就到了1965年。弗蘭多注意到，在20世紀70年代末和80年代初，木星、土星、天王星和海王星將全部位于太陽系的同一側(cè)，這種罕見的排列大約每176年才發(fā)生一次。在此期間，一艘飛行器借助引力就可以造訪所有這四顆行星，并且飛抵海王星只需9年時間。在弗蘭多公布自己的這些發(fā)現(xiàn)之后第二天，噴氣動力實驗室就發(fā)布新聞公報說，將執(zhí)行前往外行星（外太陽系行星）的任務。“偉大旅程”理念由此誕生。
　　噴氣動力實驗室為此設計的是4艘飛船，外加軌道器和大氣層探測器，總投資額高達9億美元。美國國會認為這個投資過大，“偉大旅程”因此被取消。而“旅行者號”從該計劃的“灰燼”中誕生了，這個縮減版的外太陽系探測任務只限于木星和土星，但美國宇航局的科學家們從未放棄過“偉大旅程”的設想。當時，科學家從1萬條軌道中選取了兩條：“旅行者1號”將經(jīng)過木星、土星和最大的土衛(wèi)泰坦，而“旅行者2號”除了造訪木星和土星外，還將飛往天王星和海王星。兩艘“旅行者號”的建造都考慮到了它們的遙遠路途和長任務期，所以電池壽命必須保證幾十年都還有充足的燃料以保持“旅行者號”的天線對準地球。此外，這也是首次程控飛行器能在太空自行飛行。

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