旅行者号探测器（Voyager）是美国航空航天局（美国航空航天局）研制的无人外太阳系空间探测器，共发射两颗，分别是旅行者1号和旅行者2号。旨在飞越木星和土星，并且研究太阳系散逸层和太阳日球层以外的星际空间，旅行者1号是第一艘穿越日光层的航天器，也是第一个进入星际空间的人造物体。旅行者2号是继旅行者1号第二个进入星际空间的探测器。

旅行者1号探测器的研究最早起源于“行星之旅计划”，目的是利用每175年一次的行星排列，完成从木星到冥王星五个外行星的研究。因经费问题被否决后，又作为水手计划的“水手木星-土星”计划的一部分继续发展，最初是被定为水手11号，计划前往木星和土星。但是最终项目再次经历变更，整个探测计划从“水手木星土星计划”中独立出来，更名为卫星一号计划，探测器名称也从水手11号更名为了旅行者1号探测器。旅行者2号探测器于1977年8月20日在美国肯尼迪航天中心成功发射升空；1979年7月9日最接近木星，多发现了几个环绕木星的环，并拍摄了木卫一的照片，显示其火山活动；1981年8月25日最接近土星；1986年1月24日最接近天王星，并发现了10个之前未知的天然卫星；1989年8月25日最接近海王星；后于2018年11月5日进入星际空间；2023年7月21日，“旅行者2号”探测器天线从指向地球的方向偏离了2度，导致探测器失联，后于8月4日恢复正常通信。2023年12月12日，美国航空航天局发布公告称，“旅行者”1号的一台机载计算机出现故障，开始向地球重复传输特定组合的1和0乱码，科学家普遍认为，旅行者1号探测器很可能就此彻底失联。2024年5月22日，NASA宣布他们已经部分修复了旅行者1号，又可以传回科学数据。

旅行者1号和旅行者2号探测器的结构基本相同，头部是一个扁平的十面棱柱体，中央装有球形燃料贮箱，周围安置着电子设备。其高度为47厘米，对边宽度为1.78米。一个直径3.66米的抛物面高增益天线安装在舱体顶部。大部分科学仪器安装在一根从航天器伸出约2.5米的科学悬臂上。在科学悬臂的末端是一个可操控的扫描平台，成像和光谱遥感仪器就安装在该平台上。沿着科学悬臂的不同位置还安装了等离子体和带电粒子探测器。磁强计则位于一根在与科学悬臂相对一侧伸出13米的独立悬臂上。第三根悬臂向下伸展，上面放置着航天器的放射性同位素热电发生器（RTGs）。两根10米长的鞭状天线（用于等离子体波和行星射电天文研究）也从航天器伸出，且彼此相互垂直。该航天器采用三轴自旋稳定方式，以便为安装在扫描平台上的仪器提供较长的积分时间并实现选择性观测。

在1965年（一说1964年），当时还在加州理工学院（Caltech）读博的Gary Flandro注意到太阳系的四颗外行星，即木星、土星、天王星、海王星，将会在80年代呈现一种罕见的排布，这种排布使得探测器有机会一次性的对4颗星球进行飞越探测，而且这种排布还使得探测器可以借助木星和土星的“引力弹弓”作用加速，因此燃料消耗可以大大降低，对持续探测任务非常有利。比如，一般情况下，飞船到海王星需要30年，而利用这种特殊的“弹弓”，时间会缩短到12年，任务进程缩短了一半还多。而在经过进一步的计算后，Gary Flandro发现，这样一种排布每隔175年才会出现一次，所以人类需要尽快抓住窗口发射探测器，以连续探测所有的外行星。

1965年，在美国航空航天局和联邦预算缩减的情况下，行星之旅计划（Grand Tour program）依然被制定，当时美国国家航空航天局试图在后阿波罗时代确定其任务，利用每175年一次的行星排列，向从木星到冥王星的所有五个外行星发送几艘航天器。

到1968年，JPL（喷气推进实验室）开始真正实施“行星之旅计划”，发射方案中包括使用土卫六3E运载火箭和使用航天飞机将探测器送入太空的两种方案。航天器的设计也有多种方案，最终JPL以656kg的TOPS（温差发电外行星探测器，Thermoelectric Outer Planet 未来航天飞机）方案获胜。TOPS包括一个主平台和一个4.3m口径的展开式伞状天线组成，在木星附近可以达到90kbps的数据下行速率，而在海王星为1.1kbps。探测器携带了90kg的各种载荷，包括：磁强计、等离子体探测器、辐射探测器、宇宙射线探测器、三个不同视角的相机、紫外分光计、红外分光计、光度计、红外辐射探测器，射电天文学接收机。最主要的创新是一台STAR自动化航天器用计算机（自测试并修复，Self-TestingAndRepairing)，STAR具有三冗余，可以识别故障并且自动切换至备份系统。1969年，JPL研制出了STAR的样机进行测试。

1969年，美国航空航天局空间科学和应用办公室成立了外行星工作组，任务是确定拟议的各种外行星飞行任务的优先次序。工作组并不倾向于对外行星进行单一的航行，而是认可多行星飞越任务的概念，最好是两次三行星航行(1977年的木星土星冥王星和1979年的木星-天王星海王星)，理由是这将把任务时间从13年或更长时间减少到7年半。同年6月，美国国家航空航天局召开了太空科学委员会夏季研究会，与会的23位科学家提出了一个包含五次外行星探测任务的时间表：一次前往木星，一次前往土星和太阳，一次飞往木星和天王星，以及工作组之前概述的两次三行星探测计划（1977年木星-土星-冥王星，1979年木星-天王星-海王星）。

随着美国航空航天局的经费下调，“行星之旅计划”被限制为只能进行2次任务，每次成本不大于10亿美元。1970年3月，尼克松暂时性的签署了项目，并且称之为“能够揭示外太阳系神秘行星”的计划。但一年后，大型空间天文望远镜（也就是哈勃空间望远镜的前身）的出现导致“行星之旅计划”被叫停。空间科学委员会认为“行星之旅计划”项目太过冒险而很多技术并未掌握或被验证，并且肯定会超过10亿美元的上限，迫使NASA使用更低成本的水手号级别任务来取代。1971年12月，“行星之旅计划”和NERVA核动力火箭发动机项目一起被取消，以让路给航天飞机项目。

在行星之旅计划被取消后，美国航空航天局表示，JPL TOPS开发小组将“保留并重新规划一个新的计划，用三轴稳定水手级航天器探索木星和土星。”之后，JPL(喷气推进实验室)提交了一个更加简单并且廉价的任务建议书，被称为水手木星土星任务（Mariner JupiterSaturn）。

1972年2月8日至9日，美国国家航空航天局的管理人员以空间科学委员会的名义求助于科学界并召开会议，水手木星土星计划得到一致肯定，也希望该航天器能够在土星以外继续运行，并返回关于宇宙粒子和场的非常重要的数据。5月18日，美国航空航天局与JPL签署了合同任务订单，水手木星-土星计划得到美国国家航空航天局的正式批准。为了降低成本和管理费用，美国国家航空航天局决定将水手木星-土星飞船的设计和建造全部交给JPL，同时为水手木星-土星任务拨款3.6亿美元，美国国会还增加了一些拨款以加速项目研发。1972年7月，美国航空航天局在77项候选者中选择了9项科学载荷，两年后增加了第10台仪器。

1973年12月，随着先驱者10号飞越木星，探测器发现该木星附近的磁场强度是预期的几千倍。此时水手木星-土星任务刚刚开始了18个月，工程师迅速修改设计，增加辐射屏蔽结构并且使用了更加抗辐照的电子系统，同时还对航天器的电子元器件进行了极其严格的测试检查。

1977年3月，美国航空航天局认为水手号木星-土星飞船已经偏离水手号家族太远了，需要取一个合适的新名字，于是组织了一场命名竞赛，获胜的提名为“卫星一号”（Voyager），因此最终项目又被改名为了“旅行者计划”。

经过讨论与论证，美国宇航局最终敲定了旅行者探测器的两条线路：其中一条会经过木星、土星以及土卫六泰坦；另一条则会实现Gary Flandro当年的设想—依次拜访木星、土星、天王星、海王星，然后离开太阳系。两条线路分别由两艘探测器实现，旅行者1号探测器负责前者，旅行者2号探测器完成后者。

20世纪60年代末期，美国喷气推进实验室的航天工程师加里·弗兰德罗构思了一项名为“行星之旅”的计划，设想在1970年代后期利用木星、土星、天王星、海王星和冥王星这五颗行星175年一次的直线排列，使用“引力助推”技术将太空探测器送到太阳系的外围区域，以帮助科学家研究太阳系的边界和星际空间。最初的计划是外行星大巡游，包括1976-1977年对木星、土星和冥王星的两次发射，以及1979年对木星、天王星和海王星的两次发射，但由于预算限制，该项目被大幅调整为两个航天器，每个航天器只对木星和土星进行探测。新的任务被称为“水手木星/土星”，或MJS。在发射前六个月，美国航空航天局局长詹姆斯·C·弗莱彻（1919-1991）宣布它们将更名为旅行者号探测器，旅行者计划由此诞生。

自1959年开始设计探测器以来，喷气推进实验室（JPL）一直致力于三轴稳定航天器研究，利用姿态控制系统保持正确的指向。1972年，美国国家航空航天局航空航天技术办公室资助了一项关于延长寿命姿态控制系统的研究，它被称为“HYPACE”，是一个模拟和数字相结合的可编程姿态控制系统，是混合可编程姿态控制电子设备，是一个具有强大功能的字节串行处理器。该系统最终应用在旅行者号探测器上。

旅行者号的放射性同位素热电发电机被安装在一个吊杆上，以防止辐射泄漏到科学仪器上。磁力计安装在吊杆上，以避免电机、致动器、电源总线和电子设备引起的航天器磁场干扰。此外，扫描平台也安装在吊杆上，以提供更好的视野。

旅行者号探测器采用三个冗余计算机系统，喷气推进实验室对其飞行硬件和软件开发组建了一个团队，配备有三名认知软件工程师，由一名航天器软件工程师管理。1974年初，肯特-弗因（H. Kent Frewing）担任这一职务，并在当年上半年发出了一系列组织备忘录，详细列出了旅行者号探测器1977年夏季发射项目时间表。1974年至1977年，软件开发人员的只有1-4名程序员。这个小团队允许大部分工作以非正式的方式进行，从而简化了沟通。1977年，肯特-弗因成立了机载软件设计小组，成员包括他本人、飞行数据系统工程师唐纳德-约翰逊、中央控制系统工程师斯坦利-林根以及一名姿态和关节控制系统代表。软件开发过程的验证工作由能力演示实验室（CDL）负责。CDL是在初始软件制作完成后组建的，在该实验室中，可以对软件和硬件的更改进行测试，看其是否能成功运行。在这一管理框架下，三个计算机系统逐渐成型。

1977年8月20日，旅行者2号探测器在美国肯尼迪航天中心，借助泰坦3号E半人马座火箭（Titan IIIE-Centaur）成功发射升空，受控飞往天王星和海王星进行探测任务。1979年7月9日，旅行者2号探测器最接近木星，多发现了几个环绕木星的环，并拍摄了木卫一的照片，显示其火山活动。1981年8月25日，旅行者2号探测器最接近土星。

1986年1月24日，旅行者2号探测器最接近天王星，并发现了10个之前未知的天然卫星。1986年2月14日，旅行者2号探测器探测器进行了一次中途修正，这是旅行者2号有史以来最大的一次修正，以将它设定在前往海王星的精确路线上。1989年8月25日，旅行者2号探测器最接近海王星。1998年11月，旅行者2号探测器在发射21年后，将不重要的仪器永久关闭，只剩下7台仪器仍在运行。

2007年8月30日，旅行者2号通过了终止激波，然后进入了日鞘层。2018年11月5日，旅行者2号探测器进入星际空间，其当时与地球的距离是地球和太阳距离的119倍。2019年7月8日，旅行者2号探测器成功启动了轨迹校正机动推进器，并将在未来使用它们控制航天器的指向。2023年7月21日，向“旅行者2号”发出的一系列指令无意间使该探测器天线从指向地球的方向偏离了2度，导致探测器既不能向地球发送信息也接收不到来自地球的指令。

2023年8月4日，美国航空航天局利用其“深空网络”位于澳大利亚堪培拉的设施向“旅行者2号”发出相当于“星际呼唤”的指令，指示其调整自身方向并将天线指向地球。“旅行者2号”终于开始传回科学和遥测数据，表明其运行正常并保持在预期轨道上。

旅行者1号探测器和旅行者2号探测器是为探索外太阳系行星和行星际环境而发射的航天器。主要任务是：

（1）研究行星大气层的环流、动力学、结构和组成。

（2）表征行星卫星的形态、地质和物理状态。

（3）提供行星、卫星和环的质量、大小和形状等经过修正的值。

（4）确定行星磁场结构并表征其中的高能捕获粒子和等离子体的组成和分布。

旅行者1号探测器的主结构是一个扁平的十面棱柱体，中央装有71cm的钛合金球形燃料贮箱，里面可携带104kg推进剂，用于航天器的轨控和姿控。同时燃料储箱周围还安置着电子设备，其顶部则是有一个直径为3.7米的抛物面天线，用于定向通信。除了天线外，旅行者1号探测器的主结构上还有两个向左右伸开的支架，其中长的支架是磁强计支杆，短的是红外干涉频谱仪支架，其中除红外光谱仪外，还有宇宙线探测计、等离子体探测器、广角摄像机、窄角摄像机、紫外光谱仪。“旅行者1 号”的侧身还挂着补充能量的装置—放射性同位素热电发生器，其实就是两枚核电池，亦称钚电池。另外，该探测器在燃料贮箱的侧旁还装有16台小型液态火箭发动机，以供探测器改变飞行方向和调整姿态使用。

为了执行远离地球的深空探测任务，旅行者1号探测器上装备了先进的自主控制系统，可以进行长时间无监督的自主控制。在旅途中除轨道修正由地面掌握外，飞行中的大部分活动由探测器自己做主。其控制系统主要由三套子系统组成，分别为：计算机指挥系统、飞行数据处理系统和姿态控制系统。其中计算机指挥系统负责存储其他两套子系统的运行指令，并在设定的时间发布指令，另外它还有故障检测、错误纠正、天线指向控制和设备定序能力。姿态控制系统则是配有三轴稳定陀螺仪，能够控制航天器的方向及姿态，同时能够保持高增益定向天线时刻指向地球，用于接受指令和发送数据。所有三套子系统都有冗余组件，以确保持续运行。依靠这些系统，探测器不但能对自己的飞行状态和设备仪器工作情况进行自动的监测控制和修正，而且能对旅途中临时发生的各类故障迅速进行检查和排除。

旅行者1号探测器通过使用三个放射性同位素热电发电机（RTG）为航天器系统和仪器供电。这些RTG串联组装在一个可展开的吊杆上，吊杆接在连接到基本结构的支杆上。每个RTG单元都装在一个铍外壳中，直径40.6厘米，长50.8厘米，重39千克。RTG使用放射源（这里指的是氧化钚形式的钚238），它在衰变时会放出热量。双金属热电装置将热量转化为电能，供航天器使用。随着放射性物质的消耗，RTG的总输出量会随时间慢慢减少。因此，虽然旅行者号探测器1号上的RTG在发射时的初始输出功率约为470W，直流电压为30V，但到1997年初（发射后约19.5年）已降至约335W。随着功率的不断降低，航天器上的功率负荷也必须随之降低。

旅行者1号探测器的无线电通信系统可以在太阳系范围内使用。该通信系统包括直径为3.7米的抛物面高增益天线，用于与地球上的三个深空站通信。飞行器通常使用2.3GHz或8.4GHz的频率向地球传输数据，而从地球使用2.1GHz的频率向旅行者1号发送信号。当旅行者1无法直接与地球通信时，其数字盒式录音磁带录音机（DTR）可以记录约64KB的数据，以便在其他时间传输。旅行者1号发出的信号需要19个小时才能到达地球。通信通过高增益天线和低增益天线进行备份。高增益天线支持X波段和S波段下行链路遥测。旅行者号探测器是第一个使用X波段作为主要遥测链路频率的航天器。数据可以存储起来，以便以后通过使用机载数字磁带录音机传输到地球。

旅行者1号探测器装有16台MR-103小型液态火箭发动机，其中4台用于轨道修正，剩下12台是用于姿态控制。12台姿态控制发动机又以每6个一组，分成两组，互为备份。MR-103型推进器由美国火箭引擎制造商洛克达因公司研发，在卡西尼号与黎明号探测器上也都使用过，正常情况下能产生约90克的推力。在任务初期，旅行者1号飞越太阳系木星、土星等重要行星时，工程师们通过轨道修正发动机使航天器按设定轨迹飞行。这些推进器以微小的脉冲方式工作，几毫秒就能启动，然后让飞船修正方向，并使其天线指向地球，以便与地球指挥中心保持通信。但自1980年11月8日开始，所有的轨道修正发动机都进入了休眠状态。2017年11月28日，旅行者号探测器的工程师重新启动了四台轨道修正发动机，通过10毫秒脉冲点火的方式，测试了它们调整飞船的性能，最终确认这四台推进器的性能和姿态控制推进器一样处于良好状态。这意味着旅行者1号探测器的使用寿命还可延长2年到3年。

旅行者2号探测器的结构和构造经过精心设计，以确保其在太空中的稳定性和性能。探测器由一个高47厘米、宽1.78米的十面棱柱体组成。探测器顶部安装了直径为3.66米的抛物面高增益天线，航天器伸出一个约2.5米的科学吊杆，其上安装了部分科学仪器。科学吊杆的末端是一个可转向的扫描平台，上面安装有成像和光谱遥感仪器。在科学吊杆的不同距离上还安装有等离子体和带电粒子探测器。磁力计安装在科学吊杆对面一侧13米长的单独吊杆上。第三根吊杆向下延伸，远离科学仪器，安装着航天器的放射性同位素热电发生器（RTG）。航天器上还伸出两根10米长的鞭状天线（用于等离子波和行星射电天文学研究），每根天线相互垂直。航天器采用三轴自旋稳定方式，并对安装在扫描平台上的仪器进行选择性观察。旅行者号探测器的遥感仪器功率大，机载计算机能力强，指向更精确。

为了在接近4年的土星之旅中保持功能，旅行者号子系统设计了高可靠性的部件和广泛的冗余。此外，星载计算机提供选定的故障检测和纠正措施，使航天器处于安全状态，以便进行地面跟踪。针对先锋（Pioneer）10和11号飞船测量的恶劣木星辐射环境，采取了适当的抗辐射加固、部件选型、电路设计评估和屏蔽措施，加强了旅行者的抗辐射效应。

旅行者2号探测器探测器的电源系统是确保探测器在长期太空飞行中获得足够电能以维持其运行和科学仪器操作的关键组件。旅行者2号通过使用三个放射性同位素热电发电机（RTG）为航天器系统和仪器供电。这些RTG串联组装在一个可展开的吊杆上，吊杆接在连接到基本结构的支杆上。每个RTG单元都装在一个铍外壳中，直径40.6厘米，长50.8厘米，重39千克。RTG使用放射源（这里指的是氧化形式的钚238），它在衰变时会放出热量。双金属热电装置将热量转化为电能，供航天器使用。随着放射性物质的消耗，RTG的总输出量会随时间慢慢减少。因此，虽然旅行者号2号上的RTG在发射时的初始输出功率约为470W，直流电压为30V，但到1997年初（发射后约19.5年）已降至约335W。随着功率的不断降低，航天器上的功率负荷也必须随之降低。

为了让航天器尽可能长时间地运行，工程师们已经关闭了加热器以及其他非必要的系统，使得功率降低。旅行者2号的电源问题主要在于电涌对航天器仪器的损坏。为了解决这一问题，需要取消通常可用的保护装置，使用稳压器来触发一个备用电路，该电路在出现问题时从RTG获取额外的功率作为浪涌保护。

旅行者2号探测器的通信系统是确保其能够与地球保持联系、传输科学数据和接收指令的重要组成部分。旅行者2号探测器装备了两种不同类型的通信天线，分别是高增益和低增益天线。通信由高增益天线提供，低增益天线作为备份。高增益天线支持X波段和S波段下行链路遥测。旅行者号是第一个使用X波段作为主要遥测链路频率的航天器。上行通信采用2115MHz的S波段链路，可通过航天器LGA或HGA接收。下行通信可以在2295MHz的S频段上通过LGA或HGA，也可以在8415MHz的X频段上通过HGA。遥测数据由飞行数据子系统（FDS）收集、格式化，并路由到调制解调子系统（MDS），以便在射频载波上显示，或传输到数字盒式录音磁带记录器（DTR），以便后期回放。四种基本类型的遥测数据包括仅工程、巡航科学+工程、遭遇一般科学+工程（GS&E）和成像+工程（GS&E）。一般情况下，S波段频率返回2560bps以下的数据速率，X波段频率返回7.2~115.2Kbps的数据速率。科学数据在每个仪器子系统内进行数字化，并呈现给FDS进行格式化。

通过使用机载数字磁带录音机，可以存储数据，以便日后传输到地球。同时，为了接收从旅行者2号传回地球的信号，美国航空航天局设置了一系列地面站，分布在全球不同地点。这些地面站接收探测器传回的信号，并与探测器建立通信联系。地面站的位置选择在地球上能够覆盖探测器的飞行轨迹。

旅行者2号探测器的导航和控制系统是确保探测器按照既定轨道和任务计划进行飞行的关键组成部分。旅行者号由于距离地球较远，指挥时间较长，因此设计成高度自主的方式运行。为了做到这一点并执行复杂的航天器运动和仪器操作序列，使用了三台相互连接的机载计算机。计算机指令子系统（CCS）负责为其他两台计算机存储指令，并在设定的时间发出指令。姿态和衔接控制子系统（AACS）负责控制航天器的姿态和扫描平台的运动。飞行数据子系统（FDS）控制仪器，包括改变配置（状态）或遥测速率。所有三台计算机都有冗余组件，以确保持续运行。AACS还包括冗余的恒星跟踪器和太阳传感器。

在旅行者2号探测器探测器柱体中央装有燃料贮箱，在箱体上侧旁边不同方向装有16台小型液态火箭发动机，以供探测器改变飞行方向和调整姿态使用。

导航和控制系统的精确性和可靠性对于确保探测器能够准确执行飞行任务至关重要。这些系统的设计和操作是太空探测任务成功的关键之一，它们使旅行者2号能够安全地飞越木星、土星和进入星际空间，以收集宝贵的科学数据。

旅行者1号探测器携带了11台科学仪器，包括成像科学系统、紫外光谱仪(UVS)、红外干涉光谱仪、行星射电天文学实验设备、光偏振仪、三轴磁通量门磁力仪、等离子光谱仪(PLS)、低能带电粒子实验设备(LECP)、等离子体波实验设备(PWS)、宇宙射线望远镜和无线电科学系统。在每次与行星相遇期间，这些仪器被用于对行星的研究，以及更详细地了解太阳系外围的星际空间。

宇宙射线望远镜包括高能望远镜系统（HETS）和低能望远镜系统（LETS）。主要是研究星际宇宙射线的起源和加速过程、生命史和动力学贡献、宇宙射线源中元素的核合成、宇宙射线在行星际介质中的行为以及被捕获的行星高能粒子环境。

成像科学系统包括一台窄角长焦距相机和一台广角短焦距相机。实验的目的是拍摄木星和土星上的全球运动和云分布、总体动力学特性、纬向旋转、旋转轴方向、纬向剪力、垂直剪切、流动不稳定性、斑点以及大气在时间和空间上运动的尺度谱。

红外干涉光谱仪用于调查研究了行星能源平衡，还调查大气成分，包括H2/He比率的测定，以及CH2和NH3的丰度。

低能带电粒子实验配备了一台粒子望远镜，该望远镜拥有厚度在2-2450微米之间的固态探测器。该项实验旨在研究行星和行星际环境中的高能粒子。

光偏振仪用于研究行星（木星和土星）的表面纹理和成分信息，以及土星环的大小分布和成分信息以及两颗行星的大气散射特性和密度信息。

行星射电天文学实验设备是通过对木星和土星在20kHz至40.5MHz频率范围内的无线电发射信号的研究，得出了有关磁层等离子体共振和这些行星区域非热无线电发射的物理数据。

等离子体研究使用了两个法拉第未来杯探测器，一个指向地球航天器线，另一个与该线成直角。地球指向探测器确定了等离子体离子的宏观性质，获得了它们的速度、密度和压力的精确值。侧面的法拉第未来杯用于测量能量范围从5eV到1keV的电子。

等离子体波实验设备由一个16通道步进频率接收器和一个低频波形接收器以及相关的汽车传感器组成。这项研究提供了木星和土星电子密度剖面的连续、独立于鞘层的测量结果，还提供了对木星和土星磁层物理进行比较研究所需的局部波粒相互作用的基本信息。

无线电科学调查的科学目标是通过检查主体在航天器掩星过程中浸入和出现时对双频无线电信号的传播影响，确定行星和卫星电离层和大气层的物理特性，以及通过检查相继通过每个环的双频无线电信号的传播效应来确定土星环中物质的数量和大小分布以及环的尺寸，并穿过C环和土星表面之间的缝隙。

这项实验旨在研究木星和土星的磁场，太阳风与这些行星磁层的相互作用，以及到达太阳风与星际磁场边界的行星际磁场。

紫外线光谱仪被设计用于测量大气性质，并测量波长范围从0.04到0.16微米（400到1600A）的辐射。

多年来，为了延长旅行者1号的运行时间，任务团队关闭了一些科学仪器。截止2023年12月，旅行者1号只剩下四个科学仪器仍在运行——宇宙射线子系统、低能带电粒子仪器、磁力计和等离子体波子系统。到2025年，随着探测器上所有的核电池都到达寿命，失去供电能力，探测器将无力维持任何一台仪器的工作。

旅行者1号探测器柱体一侧安装了一个12英寸的镀金铜盘。该光盘记录了地球的声音和图像，旨在描绘地球上生命和文化的多样性。圆盘被包裹在一个铝制清水套中，还有一个盒式录音磁带盒和一个针。外壳上刻着解释旅行者探测器的起源和如何播放光盘的说明。在封套上2厘米的区域还电镀了一个超纯-238源（放射性约为0.26纳玛丽·居里，半衰期为45.1亿年），通过测量剩余U238的子元素量，可以确定自发射以来的经过时间。

光盘上录有115幅照片，包括中原地区的八达岭长城、华人的家宴，55种人类语言中包括了古代美索不达米亚阿卡得语等非常冷僻的语言，以及四种中国的方言，普通话、闽南语、粤语和吴语。问候语为：“行星地球的孩子（向你们）问好。”唱片还包括时任联合国秘书长库尔特·瓦尔德海姆的问候和时任美国总统卡特的问候。

黄金唱片中还包含一个90分钟的声乐集锦，主要包括地球自然界的各种声音以及27首世界名曲，其中有京剧和古曲《高山流水》等。

旅行者号探测器飞船上搭载了支持十一项科学考察的仪器。科学有效载荷质量约为105kg，电子学消耗90W，加热消耗10W。其中包括用于大气和其他分析的中高分辨率电视摄像机、光谱仪和光度仪，用于测量行星比排放和等离子波的无线电接收器，用于测量场和电荷粒子的大量传感器，以及用于通信、导航和科学目的的高精度地球/航天器无线电链路。将对可能的电离层和大气进行视觉测量、光谱扫描、温度测量、质量和尺寸测定以及无线电探测。窄角电视相机还将用于行星进近期间的极精密导航(达克斯伯里,1974)，允许根据行星卫星在恒星背景下的图片计算航天器轨迹。

成像科学系统主要功能是拍摄行星运动和云分布（木星、土星、天王星和海王星上）、总体动力学特性、纬向旋转、旋转轴方向、纬向剪切、垂直剪切、流动不稳定性、斑点以及大气在时间和空间上运动的尺度谱。该功能已被关闭。

紫外光谱仪主要功能是测量大气性质，并测量波长为0.04至0.16微米（400至1600A）范围内的辐射。1998年该功能被关闭。

红外干涉光谱仪主要功能是调查大气成分，包括H2/He比率的测定，以及CH2和NH3的丰度，1998年该功能被关闭。

光偏振仪主要功能是研究木星、土星、天王星和海王星的表面结构和组成信息，以及土星环和天王星环的大小分布和组成信息以及所有行星的大气散射特性和密度信息，1991年该功能被关闭。

等离子光谱仪主要功能是等离子体研究，使用两个法拉第杯探测器，一个指向地球航天器线，另一个与该线成直角。地球指向探测器确定了等离子体离子的宏观性质，获得了它们的速度、密度和压力的精确值，于2024年关闭运行。

低能带电粒子实验主要功能是验旨在研究行星和行星际环境中的高能粒子。

无线电科学系统主要功能是通过检查主体在航天器掩星过程中对双频无线电信号的传播影响，确定行星和卫星电离层和大气层的物理特性，在相遇期间通过精确跟踪来自航天器的双频无线电信号来测量重力场和密度以及通过检查双频无线电信号的传播效应来确定土星环中物质的数量和大小分布以及环的尺寸，该功能已被关闭。

行星射电天文学实验主要研究行星区域的磁层等离子体共振和非热无线电发射的物理现象，于2008年关闭该实验。

等离子体波实验为行星的电子密度剖面提供了连续的、独立于鞘层的测量，还提供了对这些行星磁层物理进行比较研究所需的局部波粒子相互作用的基本信息，于2024年关闭该实验。

宇宙射线望远镜主要功能是研究星际宇宙射线的起源和加速过程、生命史和动力学贡献、宇宙射线源中元素的核合成、宇宙射线在行星际介质中的行为以及被捕获的行星高能粒子环境，2019年关闭该功能。

三轴磁通门磁力仪旨在研究木星、土星、天王星和海王星的磁场，以及这些行星的磁层与行星际磁场的太阳风相互作用。

与旅行者1号探测器一样，旅行者2号探测器也携带有一批“地球名片”，其中包括各种几何图案的镀金铜片，以及记录有地球上各种声音的唱盘，旨在向可能存在的外星智慧生物描绘地球上生命和文化的多样性。每张磁盘都装在一个铝制保护套中，里面还有一个盒式录音磁带盒和一根针。护套上还刻有说明，解释了飞船的起源和如何播放磁盘。在封套上2厘米的区域还电镀了一个超纯-238源（放射性约为0.26纳玛丽·居里，半衰期为45.1亿年），通过测量剩余铀-238的子元素数量，可以确定自发射以来所经过的时间。磁盘上的115幅图像以模拟形式编码。声音选集（包括55种语言的问候语、35种自然和人造声音以及27首乐曲的部分内容）设计为1000rpm的播放速度。旅行者号探测器并不是第一艘设计有这种向未来传递信息的航天器。先驱者10号和11号以及阿波罗着陆器上也有类似的设计。

1977年9月5日，旅行者1号探测器在美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角，被搭载在一枚泰坦IIIE-半人马座火箭上发射升空，但火箭二子级的LR-91-AJ11发动机混合比出现偏差，在原定工作205秒的弧段上只工作了180秒。

1978年2月23日，地面发送指令给旅行者1号以测试扫描平台的铰链结构，结果铰链卡死。如果该平台无法恢复，则代表着在木星和土星交会阶段仪器无法持续指向目标，对成像来说是致命的。1978年3月开始，地面上行指令让扫描平台进行一系列转动。5月31日，扫描平台测试正常。可能是一些灰尘进入了旅行者1号的铰链结构导致卡死，在后续测试中灰尘被移除所以展开成功。旅行者1号继续进行它前往木星的旅途。

1978年4月，旅行者1号开始对木星展开拍摄任务，当时它距离木星约2.65亿公里(1.65亿英里)。

1979年1月，旅行者1号探测器发回的木星图像表明，木星的大气比1973-1974年先驱者号飞越期间更加动荡。从1月30日开始，旅行者1号每96秒拍摄一张照片，持续100小时，以生成一部彩色延时视频来描绘木星的10次旋转。2月10日，旅行者1号探测器进入木星的卫星系统，并在3月初，发现了一个围绕木星的薄环(不到19英里或30公里厚)。旅行者1号与木星最近的一次相遇是在1979年3月5日12点05分，距离约为280000公里(174000英里)，随后它遇到了木星的几个卫星，包括阿玛耳忒亚(距离261100英里或420200公里)，木卫一(距离13050英里或21000公里)，木卫二(距离45830英里或733760公里)，木卫三(距离2000公里)。

在飞跃木星期间，旅行者1号探测器共拍摄了约18000张木星及其卫星的图像。最有趣的发现是在木卫一上，图像显示了一个奇异的黄色、橙色和褐色球体，其中至少有八座活火山向太空喷射物质，使其成为太阳系中地质活动最活跃的行星之一。活火山的存在表明，木星空间中的硫和氧可能是木卫一上富含二氧化硫的火山喷流的结果。除此之外，卫星一号1号还发现了木星两颗新的卫星，木卫十四（Thebe）和木卫十六（Metis）。

1980年11月，旅行者1号略过土星，于11月12日最接近土星，距离土星最高云层124000公里(77000英里)以内。旅行者1号探测到土星环的复杂结构，并且对土卫六上的大气层进行了观测。

旅行者1号探测器拍摄了约16000张土星、土星环和卫星的图像。发现了五颗新卫星，一个由数千条带组成的环形系统，科学家称之为“辐条”的B环中微小粒子的楔形瞬态云，一个新的环（G环），以及F环两侧的“牧羊”卫星。在飞越过程中，旅行者1号拍摄了土星的卫星泰坦、米玛斯、土卫二、特提斯、席琳·迪翁和土卫五。根据传回的数据，所有的卫星似乎主要由水、冰组成。根据图像显示，卫星泰坦厚厚的大气层完全掩盖了地表。同时大气数据表明，土卫六可能是太阳系中除地球以外，地表可能存在液体的天体。此外，氮、甲烷和更复杂的碳氢化合物的存在表明，在泰坦上可能存在生物化学反应。

在与土星相遇后，旅行者1号以每年约3.5天文单位（3.25亿英里或5.23亿公里）的速度逃离太阳系，向北偏离黄道面35度，沿着太阳相对于附近恒星运动的大致方向运动。

1990年1月，旅行者1号探测器正式开始了旅行者号探测器星际任务。同年2月14日，旅行者 1 号探测器搭载的相机在沉寂了10年后被最后一次开启。随后，在远离地球 59.5 亿千米的地方，旅行者1号拍摄了60幅照片。运用这些照片，美国航空航天局喷气动力实验室的科学家们创制出了在距离地球最远处拍摄的太阳系全家福。

2003年11月，喷气推进实验室的科学家曾发现“旅行者”1号观测到了一些前所未有的迹象，并判断它已进入激波边界。但因为没有人知道激波边界的确切标志，这一观点引起相当争议，部分科学家认为它只是接近了这一区域而已。

2004年12月中旬左右，旅行者1号探测到了等离子体的振荡，但是此后这一现象却没有再出现；在同一时间，这艘飞船还探测到其周围的磁场突然增强，并一直延续到2005年9月。这两项证据都表明“旅行者”1号确实穿越了激波边界。

2005年，美国航空航天局召开新闻发布会宣布，科学界已经达成共识，确认旅行者1号探测器已经进入日鞘。日鞘即太阳系外部边界的表面，分布在太阳风创造出的气泡边缘。

2010年6月，美国航天局研究人员发现旅行者1号探测器周围太阳风风速减为零，当时探测器距太阳约170亿公里。研究人员未立即下定论，而是继续观察4个多月，最终确信探测器周围指向太阳系外方向的太阳风速率的确已减为零。这意味着探测器朝着太阳系边缘又迈进一步。

2013年9月，美国航空航天局宣布，旅行者1号已经于2012年8月25日正式离开太阳系的保护层日光层，进入星际空间。自进入星际空间以来，旅行者1号记录下3次由太阳日冕物质抛射引起的“太阳风海啸”，其中第一次规模较小，因此过了一段时间才被研究人员注意到；第二次于2013年3月被旅行者1号上的仪器清晰“感知”，结果表明该探测器所处位置的等离子体密度是日光层内的40多倍，由此推断其进入了星际空间；2014年3月，旅行者1号第三次记录到“太阳风海啸”，根据测得的等离子体震荡数据计算出的等离子体密度与第二次相似，证实了旅行者1号确实在星际空间中航行。

据路透社2021年5月11日报道，旅行者1号探测器探测器探测到因星际空间少量气体持续振动产生的微弱而单调的嗡嗡声。这种声音实际上是恒星系统之间广阔空间内的背景噪音。其频率为3千赫，介于无线电频谱中特低频和甚低频两个频段之间。

2023年12月12日，美国航空航天局发布公告称，“旅行者”1号的一台机载计算机出现故障，开始向地球重复传输特定组合的1和0乱码，科学家普遍认为，旅行者1号探测器很可能就此彻底失联。2024年5月22日，NASA宣布他们已经部分修复了旅行者1号，它又可以传回科学数据了。

2024年6月，美国航空航天局 (NASA) 宣布，旅行者 1 号，人类制造的最遥远的航天器，终于再次发回来自其全部四个科学仪器的数据，这意味着该机构可以再次接收有关等离子体波、磁场和太空粒子的读数。

旅行者2号在1979年7月9日最接近木星，在距离木星云顶570,000千米（350,000英里）处掠过。木星作为太阳系里最大的行星，主要由氢气和氦气、以及少量的甲烷、氨气、水蒸气和其他合成物组成，中央则是一个由硅酸盐岩石和铁组成的核。木星上多彩的云层显示了其大气层下变幻莫测的天气。同时，木星还拥有迄今为止最多的天然卫星共67个。虽然天文学家透过望远镜研究了这个行星好几个世纪，但旅行者2号探测器的发现仍然为科学家们带来了惊喜。根据旅行者2号探索的结果，科学家发现木星大气层上著名的大红斑风暴是一个以逆时针方向转动的复杂风暴系统，同时其中还存在一些细小的风暴和旋涡。此外，由旅行者2号所拍摄的木卫一影像资料显示，其上存在活火山，在旅行者2号的探测期间，共有九座火山爆发，火山爆发造成的烟雾被喷射至离开木卫一表面300千米（190英里）以上的高空。而从火山爆发喷射出的物质速度更高达每秒一千米。

在木星旅程中，旅行者2号探测器比之前的先驱者航天器更详细地探索了这颗巨大的行星，它的磁层和卫星。旅行者2号也使用重力辅助技术将其用作通往土星的跳板。旅行者2号在所有方面都取得了成功。它返回了整个木星系统的壮观照片，从木星图像拍摄的延时电影显示了自旅行者1号探测器访问以来这颗行星的变化。航天器将旅行者1号探测器在木卫二上显示的条纹分解为厚而非常光滑的冰壳中的裂缝集合。它还发现了第14颗卫星，并揭示了行星环的第三个组成部分。

掠过木星之后，旅行者2号探测器于1981年8月25日到达了距离土星最高云层12万千米处，并使用雷达针对土星的大气层上部进行了探测。旅行者2号发现高层位置（气压相当于7百帕时）的气温为70K（-203°C），而在低层位置（气压相当于120百帕）则量度出143K（-130°C）。北极会多冷10K，但仍会出现季节性变化。

作为第三艘访问土星的航天器，旅行者2号再次近距离观察土星及其卫星。它使用在旅行者1号探测器上失败的光电偏振仪，能够以更高的分辨率观察行星的环，并发现更多的小环。它还提供了环辐条和扭结以及F环及其牧羊卫星的更详细的图像。最后，它在土星采用了重力辅助机动，以帮助它到达下一个目的地天王星。

1986年1月，旅行者2号探测器探测器在距天王星赤道10.7万公里处飞过，在长达6个小时的观察窗口里，第一次揭开了天王星的神秘面纱。

在飞越木星和土星之后，旅行者2号成为第一个访问天王星的航天器。旅行者2号仍然是唯一由天王星飞行的航天器。来自“旅行者”2号的影像资料显示，天王星实际上是一颗平平无奇的行星，在其可见光的影像中没有出现类似其他气态巨行星所拥有的云彩或风暴。然而，近年来，随着天王星接近昼夜平分点，观测发现天王星有季节变化的迹象和渐增的天气活动。天王星内部的自转周期是17小时14分钟，但和所有巨行星一样，其上部的大气层朝自转的方向可以产生非常强劲的风，风速可达每秒250米。此外，旅行者2号探测器在其云顶下方约500英里（800千米）处发现了沸水海洋的证据，同时发现天王星面向太阳的极点的平均温度与赤道相同。旅行者2号发现了10颗新卫星，两个新环，以及一个比土星更强的奇怪倾斜磁场。旅行者2号在天王星的重力辅助下飞往了下一个目的地海王星。

1989年8月，“旅行者”2号在距海王星北极4827千米处的最近点掠过，拍摄了6000多张彩色照片。在“哈勃空间望远镜”太空望远镜升空之前，人类对天王星和海王星的了解主要来自于“旅行者”。此外，它们还发现或修正了16颗木星卫星、24颗土星卫星、15颗天王星卫星和8颗海王星卫星的各种数据。

旅行者2号探测器是第一个飞越海王星的人造物体。在飞越过程中，航天器离行星云顶上方不到3,100英里（5,000千米）。它发现了五个卫星，四个环和一个“大黑斑”，但五年后用哈勃空间望远镜拍摄海王星时，发现大黑斑已经消失。大黑斑起初被认为是一大块云，据后来推断，它应该是可见云层上的一个孔洞。海王星有太阳系最强烈的风，测量到的时速高达2100千米，而地球上的12级大风时速不过才118千米。海王星云顶的温度是－218°C，是太阳系最冷的地区之一。因为轨道距离太阳很远，海王星从太阳得到的热量很少，仅相当于地球得到的千分之一，但海王星释放的能量比它从太阳得到的还多，其内部热量的来源仍然是未知的。加热机制的一个解释是行星磁场与离子的交互作用；另一个解释是来自内部的重力波在大气层中的消耗。

海王星最大的卫星海卫一被发现是太阳系中最冷的行星体。“旅行者 2 号”对海卫一进行了深度观测，海卫一的表面温度甚至低于冥王星的表面温度（-229℃）。海卫一地质活动活跃，其表面非常年轻，很少有撞击坑。“旅行者 2 号”观测到了多个冰火山或正在喷发着液氮、灰尘或甲烷混合物的喷泉，这些喷泉可以达到 8 千米的高度。因为轨道距离太阳很远，海王星从太阳得到的热量很少，仅相当于地球得到的千分之一，但海王星释放的能量比它从太阳得到的还多，其内部热量的来源仍然是未知的。加热机制的一个解释是行星磁场与离子的交互作用；另一个解释是来自内部的重力波在大气层中的消耗。

在海王星的重力辅助下，旅行者2号探测器在行星围绕太阳运行的平面下飞出太阳系。美国航空航天局于2018年12月宣布，航行了41年的旅行者2号开启了生命的下一个征程——飞出日光层开始探索星际空间，成为继旅行者1号探测器之后又一个进入星际空间的人造物体。截至2019年7月，旅行者2号在穿越星际空间时，继续从五种仪器传回数据。最终，将没有足够的电力来驱动一台仪器。然后，旅行者2号将默默地继续它在星际间永恒的旅程。

在探测完土卫六后，由于没有星球需要观测，“旅行者1号探测器”关掉了大部分仪器以省电，只保留探测星际空间磁场等设备。未来，它将探测星际空间的磁场和粒子，2025年后就不会有任何的科学数据了，但工程数据会有，还有少量的电量保证传回这些数据，直到2036年。在这之后，它会依赖惯性继续飞行，如果路过星球的话，还会受到星球引力的影响，但不会靠近星球，只是掠过。它将一直在星际空间漫游，在很长时间后，路过某一个星系，但对人类基本没有意义，因为收不到它的信号。最终的命运就是一直漫游下去，失落在宇宙空间。如果我们将太阳系定义为太阳和主要围绕太阳运行的一切，旅行者1号将一直处于太阳系的范围内，直到它在14000至28000年后从奥尔特云中出现。

2023年8月4日，美国航空航天局喷气推进实验室表示，他们已经成功发出了指令并纠正了旅行者2号的姿态，据悉，这种被称为“星际问候”的指令需要以光速行进18.5个小时才能到达旅行者2号，二指令控制中心则一共需要37个小时才能确认指令是否成功。现在，两个旅行者号探测器离地球非常遥远，而每天它们都会再飞行3~4光秒的距离。“旅行者”号与地球的唯一联系是美国航空航天局的深空探测网（DeepSpace Network），这是由分布在全球的三个跟踪综合体构成的网络，能够在地球旋转时与航天器进行不间断的通信。随着“旅行者”号在空间和时间上离我们越来越远，它们的信号也越来越微弱。目前，美国航空航天局宣称旅行者2号探测器将在未来三年内继续进行星际科学任务，传回科学数据。之后，它们将继续在银河系中漫游，并可能永远保持沉默。

1979年3月间，旅行者1号探测器离木星最近，距离木星中心约34.9万公里，而早在同年1月它就开始拍摄这颗行星的照片了。大多数对于木星特征的观测都是在探测器近距离逗留的48小时内进行的，行星环首先被发现，然后第一次观测到木卫一（Io）上的火山活动。之后，还发现了木星两颗新的卫星，木卫十四（Thebe）和木卫十六（Metis）。

旅行者1号在1980年11月飞近土星，在飞越土星过程中，共拍摄了约16000张土星、土星环和卫星的图像。发现了土星五颗新卫星，一个由数千条带组成的环形系统，科学家称之为“辐条”的B环中微小粒子的楔形瞬态云，一个新的环（G环），以及F环两侧的“牧羊”卫星。探测器还研究了巨大的土卫六（Titan），其厚厚的大气层完全掩盖了地表。同时大气数据表明，土卫六可能是太阳系中除地球以外，地表可能存在液体的天体。此外，氮、甲烷和更复杂的碳氢化合物的存在表明，在土卫六上可能存在生物化学反应。

1990年，旅行者1号从外部拍摄了太阳系的全貌。这张太阳系合照是由60幅照片拼接而成，拍摄地点距地超过64亿公里，在这张组合照片中，包含了太阳、金星、地球、木星、土星、天王星、海王星等天体。

1998年，旅行者1号探测器超越了先驱者10号（第一艘穿越小行星带的宇宙飞船），成为距离地球最远的、能与地球进行信号传输与接收的人造太空探测器。

2012年8月，旅行者1号正式穿越太阳系的保护层日光层，进入星际空间，成为第一个进入星际空间的人造物体。

1979年7月9日，旅行者2号在最接近木星的位置，多发现了几个环绕木星的环，并拍摄了木卫一的照片，显示其火山活动。

1981年8月25日，旅行者2号在最接近土星的位置，发现更多的小环，还提供了环辐条和扭结以及F环及其牧羊卫星的更详细的图像。

1986年1月24日，旅行者2号在最接近天王星的位置，发现了天王星10颗新卫星和两个新环，旅行者2号是第一个飞越的人造物体。

1989年8月25日，旅行者2号探测器在最接近海王星的位置，发现了海王星的五个卫星，四个环和一个“大黑斑”，并成为第一个飞越的人造物体。

2018年11月5日，旅行者2号进入星际空间。

旅行者1号探测器是第一个进入星际空间的人造物体。美国航空航天局科学任务理事会副主席约翰·格伦斯菲尔德(John Grunsfeld)评价说：“旅行者1号已经闯入了先前没有任何探测器到过的地方，取得了科学编年史上最重要的一项技术成就。随着它驶入星际空间，人类的科学梦想和科学事业又掀开了新一页篇章。”

作为距离地球最远和飞行速度最快的人造飞行器，“旅行者1号”已成为美国航空航天局最具象征性的成功作品，标志着星际探索新时代的到来。它表明人类探索宇宙的能力已达到了很高的水平，其技术对于未来宇宙探索具有重要的借鉴意义。

作为人类飞得最远的两个航天器，旅行者探测器在人类宇宙探索的历史中无疑是两座里程碑。首次对木星成像、首次观测到天王星和海王星的环、首次发现地球以外的活火山、首次观测到地外行星上的闪电等，这些成就都由旅行者探测器达成。航天科工集团二院研究员、国际宇航联合会空间运输委员会副主席杨宇光说：“旅行者计划对人类意义非常重大。尤其是旅行者2号，直到现在人类还没有重访过天王星和海王星，我们对于这两颗行星最深入的了解都来自它。”

在初期的探测中，它们一共发现了木星的3颗、土星的4颗卫星，天王星的11颗和海王星的5颗新卫星。旅行者号探测器的探索，也为后来的很多航天任务铺平了道路。美国宇航局行星科学部主任詹姆斯·格林说，伽利略·伽利莱、朱诺号木星探测器对木星的探测、卡西尼探测器对土星的探测，都起源于旅行者的探索，“旅行者的探测数据曾显示了木星动荡的大气。由于旅行者号的事先探测，我们的朱诺号在极近距离范围内观测到木星的风暴，并在极地两侧发现了几乎是地球大小的旋风。”

旅行者探测器的“旅行”故事不仅影响了几代科学家和工程师，也影响了地球的文化，包括电影、艺术和音乐。

旅行者号探测器在飞离太阳系185亿公里后，意外地发现太空中的真空物质（如氦、氧等）数量比预期的要多。这一发现意味着太空并非完全空无一物，而是存在一定数量的微小物质。这种物质的增多可能对太空探测器和宇航员构成潜在威胁。真空物质的增多可能会对太空探测器造成设备磨损，影响宇航员的生命安全，以及可能破坏太空中的食物供应和航天服的功能。随着太空活动的增加，太空垃圾问题也日益严重，这些垃圾可能对宇航员和太空探测器构成直接威胁，甚至可能对地球造成损害。科学家们正在寻求方法来研究、监测和预测真空物质，以及如何有效清除这些物质，以保护太空探索任务和宇航员的安全。