最高時速8.4萬公裡,「新視野號」探測器能夠飛出太陽系嗎?

2020-12-04 猩猩科學頻道

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大家好,我是璀璨的猩猩

在宇宙中,想尋找一顆類似地球這樣的生命星球,確實是不容易,因為孕育生命的條件極為苛刻。為了尋找外星生命、宜居星球,這些年來,我們人類發射了很多先進的探測器。這些探測器作為我們觀測外星球的「前哨」,所發回的數據,讓我們看到了一些外星球的樣子。不過,就目前的情況而言,我們的探測器主要還是立足於太陽系以內,想飛出太陽系還是有很大的難度。

當然,並不是說我們人類就會永遠只能「宅」在太陽系內,只是由於太陽系範圍很大,飛出太陽系需要很長時間。事實上,我們已經有多個探測器飛出了太陽系,其中就有著名的旅行者1號探測器和旅行者2號探測器。目前這兩個探測器的部分設備還能正常運行,預計還有5年的壽命。意味著,預計在5年以後,我們將會與它們失去聯繫。未來,我們是否會有新的探測器可以飛出太陽系呢?

答案當然是有的,而且可能已經在路上了。目前,NASA的一個名為「新視野號」探測器正位於冥王星以外的柯伊伯帶。據科學資料顯示,這一個「新視野號」探測器是在2006年1月發射升空的,經過9年多的飛行,在2015年7月飛掠了冥王星,當時拍下了冥王星的一些照片,將冥王星表面的一些細節曝光在我們人類面前。

從時間飛行來看,這一個「新視野號」探測器的速度相當快。相比之下,旅行者2號探測器飛抵海王星花了12年(旅行者2號探測器在1977年8月發射升空,在1989年8月飛掠海王星)。如果計算旅行者2號探測器飛抵冥王星所需的時間,至少需要十多年。而「新視野號」僅僅花了不到10年時間就飛到了冥王星。既然,旅行者2號探測器能夠飛出太陽系進入星際空間,未來「新視野號」探測器是否也可以做到呢?

據科學數據顯示,「新視野號」探測器在飛往冥王星的過程中,曾經在飛越木星時,藉助木星強大的引力彈弓效應,極大地提升了飛行速度,當時最高速度達到84000公裡每小時,換算下來相當於23.33公裡每秒。要知道,現在旅行者1號探測器僅為17.062公裡/秒,而旅行者2號探測器的速度則略低於旅行者1號探測器。

但是,在飛越木星、飛往冥王星的路上,新視野號探測器的速度開始下降,在飛掠冥王星時,速度已經降至48000公裡每小時,即大約13.33公裡每秒。從地球發射升空的飛行器,需要達到第三宇宙速度(即16.7公裡/小時)才能擺脫太陽的引力離開太陽系。似乎,「新視野」號探測器目前的速度達不到第三宇宙速度,難道它真的沒法離開太陽系嗎?其實,在很早之前,就已經有兩個探測器以較低的速度飛出太陽系了,那就是1972年發射升空的先驅者10號和1973年發射升空的先驅者11號探測器。根據科學數據顯示,在2011年,先驅者11號探測器的速度大約為11.425公裡每秒,而先驅者10號探測器的速度也差不多。為什麼它們的速度達不到第三宇宙速度,也可以飛出太陽系呢?

根據萬有引力的公式,萬有引力與兩個物體的質量成正比,與兩者之間距離的平方成反比。由於太陽、新視野號探測器的質量幾乎是不變的(雖然太陽時時刻刻進行著核聚變反應,但是這一點質量損失可以忽略不計),隨著新視野號探測器離太陽越遠,兩者之間的萬有引力會越來越小,逃離太陽所需的最小速度也越來越小。所以,新視野號探測器現在不需要達到第三宇宙速度,也可以離開太陽系了。

新視野號探測器早在2015年就飛掠了冥王星,在2019年1月1日,新視野號已經抵達位於柯伊伯帶的一個名為「2014 MU69」的天體。也就是說,現在新視野號探測器已經飛到柯伊伯帶了。有觀點認為,飛到冥王星以外的區域基本上是離開了太陽系;也有觀點認為,太陽系的邊緣很遠,包括柯伊伯帶。由於我們對太陽系邊界的定義暫時還沒一個統一的標準,所以,目前也還沒消息稱新視野號探測器是否已經離開太陽系。不過,從當前的情況來看,新視野號探測器未來離開太陽系、進入星際空間是沒什麼問題的。

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  • 180億公裡,探測器在太陽系邊緣受阻力,人類無法飛出太陽系?
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