旅行者1號的速度越來越慢,未來會被太陽的引力拉回來嗎?

2020-12-06 魅力科學君

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在人類向宇宙發射的眾多探測器中,旅行者1號無疑是最受矚目的,它於1977年9月5日發射升空,歷經40多年,飛越了200多億公裡的距離,現在已經成為了距離地球最遠的人造天體。如今的旅行者1號正向著太陽系外的星際空間繼續前進,大家都希望它能夠成功地飛出太陽系。

早在1980年探測土星的時候,旅行者1號就幾乎耗盡了自身的所有動力,現在的旅行者1號全靠自身的慣性在飛行,而由於太陽的引力作用,它的速度一直在降低。這不禁讓人擔心,旅行者1號的速度越來越慢,未來會被太陽的引力拉回來嗎?

我們都知道,相對於某個天體而言,當物體的運動速度達到了一個特定的值,這個物體就可以掙脫天體的引力束縛,我們將這個速度稱之為「逃逸速度」,其計算公式為:V = 根號下(2GM/R),其中G為引力常量,M為天體質量,R為該物體與天體之間的距離。

經過簡單的計算,我們可以得出當旅行者1號發射的時候,應該具備相對於太陽大約42公裡/秒的速度,才可以掙脫太陽的引力,而當時的情況是,即使藉助了地球的公轉速度以及引力的作用,旅行者1號相對於太陽的速度也只能達到36公裡/秒。

可以看到這是低於太陽的逃逸速度的,正是因為這個原因,旅行者1號在向太陽系外圍飛行時,其速度被太陽的引力大幅降低,當它抵達木星時,速度已降至大約14公裡/秒,照這個樣子下去,它是必定會被太陽的引力拉回來的。

然而木星在這關鍵的時刻大顯身手,它強大的「引力彈弓效應」將旅行者1號直接加速到37公裡/秒的速度,根據上面的公式可知,天體的逃逸速度會隨著距離的增加而降低,因此在木星的位置上,一個物體相對太陽的逃逸速度就只有大約18公裡/秒了。

這就意味著,從這個時候起,旅行者1號就擁有了掙脫太陽引力的能力,而在此之後,當旅行者1號離開太陽系黃道面時,土星的引力又將它的這個能力進一步地增強。這一點可以從現在旅行者1號的狀態得到印證,現在它位於距離太陽200多億公裡的位置,其相對太陽的逃逸速度不足4公裡/秒,而它自身的速度卻為16公裡/秒。

因為宇宙空間接近真空,所以我們可以認為旅行者1號只受到了太陽引力的幹擾,雖然隨著時間的推移,它的速度會因此而越來越慢,但它離太陽越來越遠,其相對太陽的逃逸速度也會大大降低。在這種情況下,旅行者1號將一直處於自身速度遠遠大於逃逸速度的狀態,因此在不出意外的情況下,未來的它是不可能會被太陽的引力拉回來的。

那麼會出什麼意外呢?其實這個意外不是來自於天體撞擊(這個可能性低得可以忽略不計),而是來自於太陽系裡一個神秘的天體——X行星(Planet X)。X行星是科學家根據太陽系的已知數據,推測出來的一顆假想的巨行星,近些年來,越來越多的證據都強烈地暗示這顆巨行星很可能真的存在。

如果真有這麼一顆巨行星,那麼旅行者1號就有可能被它的引力影響,從面偏離自己的運行軌道,甚至直接被X行星捕獲。當然,假如這樣的事情真的發生,對於人類來講將是一個巨大的收穫,旅行者1號也算是不虛此行了。

好了,今天我們就先講到這裡,歡迎大家關注我們,我們下次再見`

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  • 旅行者1號2號已經飛出太陽系了嗎?太陽系有多大?
    由於太陽以220km/秒的速度在繞銀河系中心運動,日光層並非對稱的球形,而是類似「彗星形狀」。日光層在太陽運動方向最薄,約為120個天文單位,旅行者1號2號都在這一側進入星際空間,而太陽運動的反方向,其厚度能達到500個天文單位以上。
  • 旅行者1號會成為首個飛出太陽系的人造物體嗎?
    在五艘可以飛出太陽系的飛行器中,雖然旅行者1號現在是距離太陽最遠並且是飛得最快的飛行器,但它很有可能不會成為首個飛出太陽系的人造物體。既然旅行者1號都不大可能了,另外四艘也就更不可能了。此前有報導稱,旅行者1號已經飛出太陽系。但這其實是不對的,旅行者1號只是離開了距離太陽120天文單位的日球層頂(太陽風層頂),開始飛入星際介質之中。而太陽系的範圍可以延伸到6.3萬天文單位(1光年)之外的奧爾特雲,所以旅行者1號還遠未飛到太陽系的邊緣,它還在太陽系內部。
  • 旅行者1號已經飛出了太陽系,人類是如何與它保持聯繫的?
    旅行者1號利用引力彈弓效應成功加速至第三宇宙速度(16.3千米每秒),比旅行者2號快10%,成為人類歷史上飛行速度最快的探測器之一,。它於2014年穿越了太陽風層頂,成功飛出了太陽系,但還在太陽引力的控制範圍之內。即使這樣,它仍然是人類有史以來飛得最遠的探測器。
  • 【專題】旅行者1號的孤獨徵程
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  • 旅行者二號這次又「撞牆」了!
    旅行者系列太空探測器    基於航空航天技術的蓬勃發展,以美國為首的發達國家率先將目光投向了廣袤的宇宙。1977年9月5日,美國發射了旅行者1號探測器。除了探索太陽系其它行星的環境之外,旅行者1號還肩負著另一個任務:衝向宇宙深處,尋找可以溝通的外星文明!
  • 旅行者1號駛入星際空間
    圖片來源:NASA美國航空航天局(NASA)的旅行者1號飛船發回的新數據表明,這艘飛船確實已經離開了日球層的懷抱,駛入了寒冷黑暗的星際空間。所謂的日球層(heliosphere),指的是包裹在太陽周圍的一個由熾熱的高能粒子構成的氣泡。自1977年發射以來,旅行者1號一直在急速飛離太陽。最新測量數據顯示,飛船周圍等離子體的密度,已與理論預言的星際介質密度相符。
  • 旅行者1號暴露「地球坐標」,那麼人類能不能將它追回來?
    旅行者1號攜帶者人類對於宇宙的問好,,我們的旅行者已經在太空中孤獨航行了41年,如今和地球相距212億公裡,這已經是地球到太陽的142倍了,想要跨越這段距離,光是無線電通訊的時間就需要將近20個小時才能收到。
  • 美國在「旅行者號」上裝的金唱片,會給地球與人類帶來災難嗎?
    「行星之旅計劃」中,NASA犯了大錯1977年8月至與9月初,美國接連發射了兩個星際無人探測器,它們分別是「旅行者2號」和「旅行者1號」。經過39年、206億公裡的長途旅行,「旅行者1號」率先衝出日球層頂,成為第一個飛出太陽系的人造物體;2018年12月,NASA宣布「旅行者2號」也已經進入星際空間。
  • 旅行者1號與2號同時發射,命運卻迥然不同,原因為何?
    於是在20世紀的70年代,美國宇航局發射了兩艘空間探測器——旅行者1號和旅行者2號,也就是我們所謂的飛船。雖然旅行者1號和2號是同時發射的,但是它們被發射出去之後,命運卻似乎有點不同。旅行者2號被發射出去之後,速度非常慢,從發射那天起到現在已經過去了四十多年了,而旅行者2號還在太陽系內轉圈圈,此外2號給地球發射回來的信息也是不完整的,零零碎碎的而且有些信息科學家們也無法破譯,據此科學家們懷疑旅行者2號很有可能被外星生物所控制了,不過目前科學家還沒有確切的證據證明旅行者2號是被外星文明所捕獲。
  • 最孤獨的旅行者,旅行者1號,是怎麼跟地球交流的
    旅行者1號(英語:Voyager 1)是由美國宇航局研製的一艘無人外太陽系空間探測器。 重815千克,於1977年9月5日發射,截至2019年10月23日止,旅行者1號正處於離太陽211億公裡的距離。1.到達我們的信號到底有多小很多人都質疑,旅行者一號距離我們大約210億千米,我們是怎麼跟它取的聯繫的?旅行者一號傳遞到地球的信號有多大?現在小編來根據公開可以查到的資料分析一下。
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    因為近年來,黑暗森林理論的大熱,以及霍金「不要主動聯繫外星人」的警告,讓越來越的人包括一些科學家,都開始對旅行者一號產生了些許後悔,甚至是後怕畢竟旅行者一號身上攜帶的鍍金圓盤唱片,左下角有著太陽系相對於周圍14顆脈衝星的位置,這些脈衝星會在未來數千萬內保持穩定,從而讓「捕獲」旅行者一號的外星文明
  • 旅行者1號能避開柯伊伯帶密集的小行星碎片安全飛出太陽系嗎?
    旅行者1號是人類最早飛出太陽系的一艘無人探測器,是人類的使者,上面帶有人類的信息和地球坐標,在以後億萬年的漫漫徵程中將忠誠而孤獨的飛往銀河系中心。旅行者1號的命運牽掛著很多人,它能夠躲過柯伊伯帶小行星碎片的撞擊嗎,能安全飛出太陽系嗎?我們一起來關心一下這個問題。