太陽系是扁平的，為什麼太空飛行器不向上或者向下發射飛出太陽系？

從各種圖片及視頻中我們可以看到，太陽系的星體幾乎都處於同一個平面上，也就是說太陽系是扁平的，上下區域幾乎都是空的。那麼問題來了，為什麼人類發射的太空飛行器都是在扁平空間內飛行，而不向上或者向下飛行，那樣不是更加容易飛出太陽系嗎？

太陽系內行星幾乎同一平面

這是一個有趣的事情，在頭條上也有網友問過類似的問題，不過咱們不嫌重複，畢竟還有不少人也有這種疑問。首先我們明白一個事情，我們所謂太陽系是扁平的，這個說法其實不對。太陽系的範圍有很多種說法，有按行星軌道來確定，有按太陽風吹到到達範圍來定，也有說按太陽引力範圍來確定。但是無論哪一種劃分法，太陽系都應該是一個近似球狀區域，而不是扁平狀的。我們之所以認為太陽系是扁平的，是因為太陽系八大行星及絕大部分小行星都集中在黃道面正負幾度之內，所以我們看到的圖片會讓我們產生太陽系是扁平的錯覺。

「上帝之眼」星雲

其實在更遙遠的宇宙中看太陽系，就會發現在太陽系外圍籠罩著一團球狀的星雲（奧爾特雲團），這就是太陽系引力範圍所構成的太陽系。由此可見，在太陽系內，無論你以哪個方向飛出太陽系範圍，它的距離都是差不多的。不過人類發射的太空飛行器之所以不向垂直行星平面的方向飛行，主要還是如下兩個原因：

奧爾特雲籠罩的太陽系

1、發射探測器的目的：人類發射一艘星際太空飛行器，所需要的資金還是巨大的，可不能啥事都不做直直地飛出太陽系吧。在飛出太陽系過程，還需要順路探測其他行星或者小行星，比如說美國1977年9月5日發射的旅行者一號，就探測過木星、土星及其衛星，不但拍攝了大量木星、土星的照片，而且取得了很多科研成果。同樣道理，旅行者二號在飛行太陽系外過程探測了木星、土星、天王星、海王星等天體。

旅行者一號拍攝的木衛四

2、探測器的動力：目前由於科技上的限制，人類探測器攜帶的燃料遠遠不足以讓飛行器直接發出太陽系。因此當前人類要發射飛出太陽系的太空飛行器，必須藉助天體的效應，讓探測器得以加速，從而達到擺脫太陽系引力的速度（即第三宇宙速度16.7千米/秒）。如果探測器在垂直太陽系黃道面的方向飛行，就無法藉助行星引力加速了，需要攜帶龐大數量的燃料來加速，這顯然是不划算也難以實現的。

引力彈弓示意

以上就是太空飛行器為什麼在黃道平面內飛行而不垂直黃道面飛行的原因。當然，從理論上說，如果航天攜帶了足夠的燃料，也是可以使太空飛行器不斷加速的，只不過是這個燃料實在有點多。在沒有達到第三宇宙速度之前，燃料噴射出去的能量需要抵消引力影響，剩下的力才會對太空飛行器進行加速。從加速公式a=F/m可知，當推力一定時，加速度a的大小還與物質質量有關，所以太空飛行器單純靠自己噴射動力飛出太陽系，目前幾乎是不可能的。

木星大紅斑

或者還有人問，只要帶上足夠的燃料，太空飛行器就會不斷加速，最終是不是可以接近光速甚至超越光速？其實這也是不可能的，我們不說當速度達到極高時候，微觀世界產生的變化及影響，就從愛因斯坦相對論公式M'=M/[(1-V²/C²)^(1/2)]可以知道，速度越大，物體的質量就會越高。在低速的時候這個影響不明顯，但當速度非常高的時候，這個影響就越來越大了。在接近光速飛行時候，太空飛行器的質量已經接近無窮大，哪怕產生一絲的加速度，都需要無窮的能量了，這顯然是不可能的。

旅行者一號

在科學上有一個認知的相對論，就是我們所熟知了解的常識、真理往往只在一個區域範圍中適用，如果超越了這個範圍，它就不再適用了。無論是我們日常中的水加熱會升高溫度（常壓100度內）、水往低處流（只有引力的地方）、牛頓的經典力學定理（低速狀態）等等，都只是在一個階段範圍內適用。

所以並無普世絕對的真理，只有不斷發展的眼光看待事物。