宇宙中飛了42年的旅行者1號,使用的重力加速「彈弓效應」是什麼

2020-12-05 井裡看星星

1977年,美國宇航局向太空發射了旅行者1號太空探測器,重達815公斤。 2012年8月25日,旅行者1號成為第一個飛越太陽圓並進入星際介質的太空飛行器。在正常運行中,截至2018年1月2日,旅行者1號與太陽的距離為211億公裡。預計到2025,我們將不再收到旅行者1號返回的信息。

1.在42年內飛行靠什麼力量?

1.彈弓效果

太空飛行器進入太空後,它逐漸接近某個行星,並利用其重力像錘子一樣將自己扔開,因此它無需花費一分錢就能獲得可觀的加速度。如果一次介入的速度不夠快,則第二次和第三次借入-這稱為重力彈弓效應。

2.同位素熱馬達

Voyager 1裝有使用using238作燃料的同位素熱馬達。這是一個奇蹟般的放射性同位素,半衰期高達88年。當它以氧化lu狀態存在時,具有極強的熔點2700℃,對環境沒有任何汙染,即使發生航空事故後也可以再次回收。飛機只需要攜帶幾公斤的氧化oxide,即可將其自然衰變產生的熱量轉換為電能,並且可以在漫長的太空旅程中獲得無盡的能量。 NASA科學家估計,旅行者探測器的能量為2025左右將完全耗盡。屆時,所有未失效的儀器將一一關閉,並在寂靜中繼續航行。

2.旅行者1號看到了什麼?

1979年,旅行者1號完成了對木星系統的探索,並返回了非常清晰的照片。同時,在木星表面發現了在地球觀測中未發現的火山活動。在完成了對木星的所有勘探任務後,旅行者1號在木星的引力的幫助下成功到達了土星。在短短一年內,它完成了對土星系統的探索。返回的照片與實際照片完全相同,使我們可以近距離觀察每個神秘星球表面的特定條件。完成主要任務後,旅行者1號也到達了冥王星,對此我們一直感到非常好奇。成功到達冥王星後,旅行者1號終於發送了冥王星的照片,許多科學家都期待著它。這些來自外太空的照片已經成為科學家未來研究冥王星的重要數據。

當前數據表明,已知的宇宙物體可能約佔宇宙總面積的4%。當旅行者1號即將飛出太陽系時,科學家從中獲得了重要信息。科學家研究了信息,並相信旅行者1號可能發現了暗物質。人類對暗物質了解甚少,並認為其本質是一個微型黑洞。黑洞是宇宙中具有最強引力的特殊天體。它是在恆星坍塌之後形成的。科學家一直在研究黑洞問題。如果旅行者1號這次提供的信息與黑洞有關,那麼它將具有很大的研究價值。

3.宇宙有多大?

距地球384,000公裡,晝夜與我們同在。從月球上看,我們的地球看起來像藍色的大理石,仍然清晰可辨,大海和白雲,非常美麗。

距地球約10天文單位,我們來到了美麗的土星。土星之後,我們無法用眼睛看到地球。到達土星,我們離太陽系只有一小步之遙。從土星開始,移動到大約500到1,000天文單位,我們到達了太陽系的邊緣。離開太陽系並進入更深的宇宙後,天文單位的規模不再足夠。接下來,我們使用更大的比例來衡量我們看到的光年。

光年是光在一年中通過的距離。一光年多少公裡?一光年的距離是9460730472581公裡。離開太陽系並以光速飛行了四年零三個月之後,我們才到達鄰近的銀河系Proxima。距太陽4.22光年,相當於39932.33億公裡。如果我們使用最快的太空船前往Proxima,將需要85,000年!這是到宇宙中最近的恆星的距離!離開鄰近之星後,我們仍處於銀河系中,其中包括150-4000億顆恆星。銀河系的跨度為160,000光年!仙女座星系距離銀河系230萬光年。銀河系和仙女座星系屬於較大的星系群-本地星系群。星系組是由大約50個星系組成的一組星系。星團覆蓋一千萬光年的面積。

本地銀河系只是處女座超銀河系的一部分。至少還有100個其他的星系,例如本地星系。在這樣的規模下,銀河系已經不可見了,更不用說太陽系了。這個超級銀河系的直徑為1.1億光年!想想這個距離有多可怕。

這就是結局?不遠處,這只是藍天超級星系團冰山的一角。藍天超級星系團的直徑達到5.2億光年。它有多大並不重要,令人頭疼,但我們能看到的宇宙遠不止於此。目前,從地球上看到的宇宙任何邊緣的距離為465億光年。這是至少2萬億個不同星系的故鄉,並且星系的數量超過或什至超過地球上所有沙子的數量。因此,可觀測宇宙的直徑為930億光年!

除此之外,宇宙有多大?我相信我們所看到的僅僅是宇宙冰山的一角。宇宙是如此之大,以至於它是如此可怕,以至於現代科學無法理解它。也許只有神學可以解釋!

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  • 旅行者1號在太空中飛了42年,它是靠什麼動力飛行的?漲知識了
    相信大家都知道,我們所生存的這片宇宙其實是非常浩瀚的,地球也並不是宇宙中的唯一星球,因此,這些年來人們對地球之外的探測可以說得上是從未間斷,尤其是科技高度發達的如今。
  • 引力彈弓只是加速運動?它能做的還有很多
    當然,本文中說的彈弓與孩子們的玩具不是一回事,畢竟你不可能用橡皮筋將衛星或別的什麼太空飛行器發射到太空中去,只是它們在力學上存在某些近似,所以被形象化地稱為「引力彈弓」。其實在天體力學裡它有一個標準名稱叫「重力輔助」。
  • 旅行者1號已經飛了222億公裡,它為什麼不會撞上太空中的小行星?
    2號發射時間為1977年8月20日,由此可知這兩個深空探測器在太空中飛行的時間都已經超過40年,在40多年的時間裡面,旅行者1號飛越了222億公裡的距離,旅行者2號如今距離地球也有185億公裡,這是什麼概念?
  • 旅行者1號已經飛了222億公裡,它為什麼不會撞上太空中的小行星?
    旅行者1號旅行者1號發射的時間為1977年9月5日,旅行者2號發射時間為1977年8月20日,由此可知這兩個深空探測器在太空中飛行的時間都已經超過40年,在40多年的時間裡面,旅行者1號飛越了222億公裡的距離,旅行者2號如今距離地球也有185億公裡,這是什麼概念?
  • 「旅行者1號」無人探測器,永遠在宇宙中飛行,會遇到什麼,雜談
    「旅行者1號」無人空間探測器,隸屬於美國國家航天航空局,重815公斤,於1977年9月5日發射升空。之後利用天體間的引力彈弓效應加速慣性前行。1980年任務完成之後,地球向它下達了向太陽系外飛行探測太陽風暴外層的指令。截止到2020年1月,「旅行者1號」飛行了42年,距離太陽212億公裡。位於太陽系外行星軌道外側,接近奧爾特星雲。
  • 木星引力很大,是優質的加速器,引力彈弓效應是如何進行加速的?
    迄今為止,人類為了探索更為遙遠的宇宙空間,已經向太陽系外發射過很多太空飛行器,其中最著名的有旅行者1號、旅行者2號、先驅者號等等,而這些太空探測器無一例外都利用了木星的引力彈弓效應進行加速。以旅行者2號為例,它在經過木星的時候,速度只有約10km/s,以這樣的速度要離開太陽系是有難度的,而且作為一名旅行者,它要旅行的時間也太過漫長了。
  • 旅行者1號和2號已在宇宙中飛了43年,但它們的故事才剛剛開始
    在成功發射以後,這兩個探測器不負眾望,順利地利用木星和土星的「引力彈弓」進行了加速,不同的是,在1980年的時候,旅行者1號發現了「土衛六」具備濃密的大氣層,於是改變了預定軌道進行抵近觀測,在此之後,它便利用土星的引力直接飛出了太陽系的黃道面。
  • 《流浪地球》中的引力彈弓效應是怎麼回事?
    天文學上的引力彈弓效應,和球拍擊打桌球的原理類似,只是引力彈弓中起作用的是引力,所以沒有直接接觸,引力彈弓作用過程屬於完全彈性碰撞,被加速物體和天體滿足能量守恆和動量守恆。引力彈弓效應在航天領域經常使用,有時候用來加速飛行器,有時候用來改變飛行器的方向,比如阿波羅13號飛船,在離開地球軌道後服務艙發生事故,導致此次計劃終止,但是飛船沒有足夠燃料讓飛船掉頭,只能飛到月球後,再利用月球的引力彈弓效應進行轉向。
  • 初始速度不夠,如何給太空飛行器進行加速?引力彈弓效應的加速原理
    想要提高太空飛行器的發射速度就勢必要消耗更多的燃料,而攜帶更多的燃料又會增加運載火箭的負擔,所以在實際的航天工程中,往往發射的初始速度並不高,達不到擺脫相應引力場的要求,但是這些太空飛行器會在進入宇宙空間之後進行加速,而為這些太空飛行器加速的就是宇宙中各種各樣的天體,而這些天體之所以能夠成為加速器,就是源於引力彈弓效應。
  • 飛行器利用星體的引力彈弓效應完成加速,能量守恆嗎?
    基本上所有的深空探測任務都需要藉助於引力彈弓效應,包括旅行者一號、二號,先驅者十號、十一號。利用引力彈弓效應可以極大的提升飛行器的速度,節省燃料,減少飛行時間。那麼引力彈弓效應究竟是怎麼一回事呢?一個以公轉速度為u的行星在繞日公轉,一個速度為v的太空飛行器向它駛來,此時,飛行器相對於該行星的速度就是u+v,當飛行器飛到該行星附近,引力效應增加,使其飛行器的軌道發生偏轉時,飛行器將繞著行星軌道飛約半圈,離開環繞行星的軌道,這個時候飛行器相對於該行星的速度仍然是u+v,但是相對於太陽或者是觀測者來說,飛行器的速度為2u+
  • 旅行者一號已經飛行了42年,未來還能和地球保持聯繫嗎?
    旅行者一號是NASA在1977年9月發射的星際探測器,目的是為了探測木星、土星以及它們的衛星,最終朝著太陽系外飛去。旅行者一號目前已經飛行了42年,距離我們大約220億公裡,按照旅行者一號當前的速度和飛行方向,第一個目的地可能就是距離太陽最近的恆星-比鄰星。
  • 旅行者1號在太空飛了42年,為什麼它沒有撞上天體?
    自1977年發射升空以來,旅行者1號的太空之旅已經持續了42年。由於旅行者1號趕上了百年一遇的天象,它經過木星和土星的引力加速之後,速度已經超過了第三宇宙速度,所以它能夠朝著太陽系外飛行,直至最終飛入星際空間中。經過將近半個世紀的飛行,旅行者1號從未與其他天體發生過碰撞。
  • 飛了43年,旅行者號現在到了哪裡?它靠什麼與地球聯繫?
    因此旅行者號是人類除了阿波羅計劃以外,最偉大的智慧結晶。那麼今天旅行者號飛到了哪裡?它們如何與任何保持聯繫?旅行者1號實際上比2號晚發射了一個月,因為探測器故障的原因而推遲。這兩個探測器採用的不同的飛行路徑,並且速度不同,1號所獲得的初始速度更快一些。
  • 飛了42年的旅行者1號,已飛出太陽系了嗎?科學家的答案很意外
    文/行走天涯飛了42年的旅行者1號,距地球已有多遠?已飛出太陽系了嗎?旅行者1號是1977年就已經朝著外太空發射的一艘探測飛船,其主要的目的實際上是探索太陽系內的幾顆星球的,只是當時美國給這探測器寄予的希望還是比較大的,比如希望它最終可以完成人類飛出太陽系的夢想,當然在當時實際上僅僅只是一種希冀而已,因為當時的科技技術和現如今的水平相比較起來,肯定還是存在一定差距的!
  • 宇宙太大,太陽系太小,「旅行者一號」飛17000多年才能飛出邊界
    「銀河系」上面還有「室女座超星系團」,而「室女座超星系團」(直徑約1.1億光年)上面還有「拉尼亞凱亞超星系」(直徑約5.5億光年)。全宇宙中又由數量眾多「拉尼亞凱亞超星系」組成!有種說法,目前人類能觀測到的「宇宙」(約930億光年),其實只是整個宇宙中微不足道的碎片!
  • 探索宇宙的奧秘:孤獨的旅行者1號,傳回唯一一張太陽系的全家福
    「旅行者一號」和「旅行者二號」外觀結構類似,攜帶的設備也大同小異,由於一些技術原因,原定首先發射的「旅行者一號」推遲了兩周發射。「旅行者二號」搭乘「泰坦3」號半人馬座飛船,從卡納維拉角空軍基地,首先發射,飛向太陽系外層星雲,和更遙遠的地方,在兩周之後,「旅行者一號」也成功發射。兩艘太空飛行器被送上了不同的軌道。人類第一個發射入軌的太空飛行器,是蘇聯的第一顆人造衛星。
  • 旅行者1號飛了42年後,傳回宇宙深處秘密,科學家看後大吃一驚
    旅行者1號飛了42年後,傳回宇宙深處秘密,科學家看後大吃一驚為了更好的對宇宙進行研究,在1977年的時候,美國宇航局就向太空發射了旅行者
  • 旅行者號飛船飛了43年,動力一直存在嗎?
    1977年,美國航天局先後發射了旅行者二號和旅行者一號飛船(沒錯,是先2號後1號)。四十多年過去了,這兩艘飛船仍然在執行它們飛出太陽系的使命。目前旅行者一號飛船已經距離地球超過210億千米,人類仍然能夠接收到來自它的信號。
  • 旅行者號飛船飛了43年,動力一直存在嗎?
    1977年,美國航天局先後發射了旅行者二號和旅行者一號飛船(沒錯,是先2號後1號)。四十多年過去了,這兩艘飛船仍然在執行它們飛出太陽系的使命。目前旅行者一號飛船已經距離地球超過210億千米,人類仍然能夠接收到來自它的信號。
  • 太陽系是扁平的,旅行者號向上向下飛,是不是很快會飛出太陽系?
    「旅行者一號」和「旅行者二號」分別於1977年9月5日和8月21日發射,它們的最初任務是:旅行者一號探測木星和土星及其衛星,旅行者二號探測木星、土星、天王星和海王星。由於這些大行星都在黃道平面,因此旅行者號探測器飛行方向必須沿著黃道面。旅行者一號1979年探訪木星,1980年探訪土星;旅行者二號於1986年經過天王星,1989年經過海王星。