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?

2020-08-28 六分鐘科普

從20世紀50年代開始,得益於飛彈技術的進步,人類在飛彈的基礎上發明了火箭,火箭的發明讓人類的航天事業得到了空前的發展,在短短幾十年中取得了輝煌的航天成就:1957年10月4日人類第一顆人造衛星發射成功、1961年4月12日第一次載人航天實施成功、1965年3 月人類成功進行第一次太空行走,還有第一個國際空間站的建設、第一個太空望遠鏡的建設......不過要說人類最偉大的航天工程,非阿波羅登月工程莫屬,從1961年到1972年短短10多年時間裡,人類把多達12名太空人送上了月球,實現了人類第一次在地球以外的星球登陸,開創前無古人的壯舉,至今沒有哪項航天工程能夠超越阿波羅登月工程。


阿波羅登月是人類航天的巔峰之作


人類在成功實施阿波羅登月工程之後,把下一個目標放在飛出太陽系,本來人類非常有信心可以實施載人飛出太陽系,結果發現人類自詡發達的科技相對於太陽系來說實在太落後了,人類雖然登上了月球,但是月球距離地球只有38萬公裡,而如果從地球飛出太陽系的話,路程高達148億公裡,所以人類實施載人飛出太陽系不太現實,不過人類沒有放棄飛出太陽系的夢想,在無法實施載人航天飛出太陽系的情況下,人類退而求之實施了深空探測計劃,這個計劃就是發射多個深空探測器飛出太陽系提前踩點。


飛出太陽系比登月難很多


在70年代,人類相繼發射了4個深空探測器,其中最著名的探測器當屬旅行者1號、旅行者2號兩個探測器,為什麼說這兩個探測器最出名呢?因為旅行者1號是迄今為止飛得最遠、飛得最快的深空探測器,而旅行者2號是人類唯一一個造訪了木星、土星、天王星、海王星的探測器,也是人類唯一一次近距離探測天王星和海王星的功臣。


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?

冥王星距離地球的遠日點為74億公裡,如果按照這個距離,那麼太陽系的直徑為148億公裡,也就是說旅行者1號、旅行者2號飛行的距離比太陽系的直徑(舊直徑)還要大很多,如今旅行者1號、旅行者2號依然在向太空深處飛去,直到最後墜入銀河系中心或者被外星文明俘獲,說到這裡有人就感覺疑惑,旅行者1號、2號這兩個探測器的體積都不是很大,攜帶的燃料根本無法支撐它們飛出太陽系,可是現在旅行者1號、2號依然在太空中飛行著,它們的動力來源於哪裡呢?


旅行者2號


要想知道旅行者1號、2號飛了40多年,為何還有動力,我們就需要明白一個概念,那就是引力彈弓效應,所謂引力彈弓效應就是利用行星存在的引力做加速、改變方向的一種行為,由於行星特別是巨型行星存在很強的引力,當飛行器飛到某個行星的引力場的時候,就會被行星的引力拖住,然後圍繞行星旋轉,當旋轉到一定程度的時候,就利用飛行器自身的動力改變方向,從而獲得加速,這樣做的好處就是探測器不僅獲得了很大的加速,而且還大大節省了燃料,因為探測器在被行星拖著運轉的時候,是不需要消耗燃料就可以飛行的,旅行者1號、2號就是利用引力彈弓效應,利用有限的燃料支撐它們飛行了100億甚至200億公裡。


旅行者1號在110億英裡外拍攝的地球


在旅行者1號、2號飛行途中,相繼獲得了地球、火星、木星、土星、海王星、天王星等行星的引力彈弓作用,從而獲得不斷的加速,當它們飛到冥王星附近的時候,獲得加速已經超過了第三宇宙速度,第三宇宙速度是逃逸太陽系最小的加速度,這個速度為16.7千米/秒時,一旦探測器獲得這個速度,就不再受太陽系引力束縛,可以掙脫太陽系引力飛離到系外空間,到了系外空間之後,即使旅行者1號、2號的燃料真的消耗完了,但是由於它們依然可以依靠慣性持續地飛行下去,因為宇宙是一個接近真空的空間,摩擦力很小,只要給它們施加一定的速度,就可以持續的飛行億萬年,直到撞到天體或者墜入黑洞,又或者被外星文明俘獲,這就是旅行者1號、2號飛行了40年還能一直飛行的原因。

旅行者2號拍攝的木星衛星


再來談談旅行者1號、2號為何不會撞上小行星,在太陽系中存在兩個小行星帶,分別是火星與木星之間的小行星帶、柯伊伯帶,此外還有數量眾多的衛星和行星,旅行者1號、2號卻都能躲開它們飛出太陽系,為什麼呢?


旅行者1號和旅行者2號的位置


原來在於天體與天體之間的距離實在太遠了,儘管存在兩個小行星帶,但是小行星與小行星之間的距離近的都有幾萬公裡,遠的超過百萬公裡,至於行星與行星之間的距離就更遠了,比如地球與月球的距離為38萬公裡,地球與火星的距離達到5500萬公裡,這麼遠的距離足夠旅行者1號、2號安全穿越,旅行者1號、2號的體積非常小,即使加上太陽能帆板,直徑也不超過10米,10米穿越幾萬公裡,就好比讓一粒沙子在一根根相距幾百米的柱子之間穿越,沙子撞上柱子的機率非常小,所以旅行者1號、2號根本不存在與天體撞擊的可能性,即使存在它們也有足夠的時間調整方向避免相撞。

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  • 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。
  • 已飛222億公裡,「旅行者1號」拍攝的最後一張照片,引人們深思
    「旅行者1號」在1977年飛行外太陽系人類登上月球,飛離外太陽系的旅程早在1977年就已經開啟,在這年的九月五號,正是歷史上非常有意義的一天,被命名為「旅行者1號」的行星探測器背負著全球艱巨的使命,飛到外太陽系。
  • 旅行者一號已經飛行40多年了,為什麼沒有撞上太陽系的小行星帶?
    美國的旅行者一號從1977年發射升空以來,迄今為止已經在茫茫太空中飛了41年了,旅行者一號的最初目的是利用太陽系行星百年一見的特殊幾何排列來進行加速,從而儘可能的探測太陽系絕大部分行星,不過在探測完木星土星和它們的衛星之後旅行者一號已經偏離了預定的航線,從此只能向太陽系外飛去,而探測太陽系外側行星的任務就交給了旅行者二號。
  • 222億公裡之外,孤獨的旅行者1號繼續前行著,它的目標會在哪裡?
    6500萬年前,一顆直徑達10公裡以上的小行星撞擊了地球,突然而來的天災導致了恐龍的滅絕,從此稱霸地球1.6億年恐龍時代結束了。恐龍滅絕之後,哺乳動物開始登上歷史舞臺,經過漫長時間的進化演化,終於在數百萬前誕生人類。人類誕生之後,又花費了數百萬年的時間走進了文明時代,經過一段時間的發展,終於在數百年前走進了科技時代。
  • 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。
  • 為什麼說旅行者撞上小行星的可能性幾乎為零,所以它們能一直飛?
    但無論旅行二號還是一號,它們都經過太陽系的魔鬼地帶-小行星帶,這個在太陽系「地圖」中看起來密密麻麻布滿小行星的區域,相信吃瓜群眾都會有一個疑問,為什麼旅行者不會撞上這些小行星,難道有導航系統或者雷達在規避這些障礙物嗎?
  • 太空中小行星這麼多,為何「旅行者一號」能飛行200多億公裡?
    旅行者一號已經飛了兩百多億公裡,她為何不會撞上太空中的小行星呢?一九七七年九月五號,著名的空間探測器旅行者一號網發射升空。經過四十多年的飛行之後,現在的旅行者一號已經飛到了兩百多億公裡,成為了距離地球最遠的人造物體。
  • 200億公裡外的旅行者1號,人類是如何與它保持聯繫的?
    旅行者1號和先驅者10號旅行者1號的發射時間為1977年9月5日,距今已經在太空中飛行了41年之久,總飛行距離高達222億公裡,也就是說旅行者1號目前距離地球222億公裡,這個距離比太陽系的直徑(148億公裡)還要大很多,這個距離還是地球與月球距離的7.4萬倍,如此遙遠的距離,生活在地球上的科學家是如何與旅行者1號一直保持著聯絡不間斷呢?
  • 為什麼說兩架旅行者號撞上任何東西的可能性幾乎為零?
    儘管如此,以旅行者1號目前的速度來說,飛往離地球最近的恆星比鄰星還要花上7萬3千6百年。旅行者2號    相比起它的姊妹,旅行者2號還是挺不讓人省心的,雖然率先發射,但是相對速度比旅行者1號慢了近10%。
  • 太陽系內那麼多隕石,為何旅行者1號連續飛了43年也沒撞上一顆?
    截止到2020年,旅行者1號已經踏上旅途43年了,它早就已經飛出了狹義上的太陽系,進入到了星際空間。這裡就有了一個疑問,為什麼經歷了連續43年的飛行,旅行者1號沒有撞到任何別的天體而導致損毀呢?其實原因很簡單,因為我們的宇宙實在是太空曠了。
  • 狂奔221億公裡,旅行者探測器為啥還有動力?小行星為啥不撞它?
    美國宇航局在上世紀70年代發射了兩顆深空探測器,名為旅行者1號和2號,就是這兩顆探測器第一次為人類揭開了木星,土星,天王星,海王星的神秘面紗。迄今為止,這兩顆探測器已經飛到了太陽系的邊緣地帶,旅行者1號距離地球221億公裡,旅行者2號距離地球185億公裡。
  • 今日旅行者1再傳回一批數字,已到222.96億公裡遠,是什麼意思?
    事實上星際空間真的無比空曠,幾乎什麼也看不見,既沒有大量石頭,也沒有多個外星飛船,不過卻有一艘破舊飛船在飛行,它的前方是無盡黑暗,後方是發出微弱星光的太陽系。這艘破舊飛船不是「別人」,正是上個世紀70年代發射的旅行者1號,它是全人類最引以為傲的遠航人造物,是5個離開太陽系人造物清單中最遠的一個,也是速度最快的一個。
  • ...說兩架旅行者號撞上任何東西的可能性幾乎為零,所以它們能一直飛?
    旅行者1號 旅行者1號其實比2號還晚發射了一個月,離開了地球之後,它先後拜訪了木星和土星,航行了35年之後終於到達了太陽系的邊緣。到2014年,NASA正式宣布「旅行者一號」駛出了太陽系,飛往了廣闊的星際空間。儘管如此,以旅行者1號目前的速度來說,飛往離地球最近的恆星比鄰星還要花上7萬3千6百年。
  • 旅行者一號!如何避免撞上其他天體?又是怎樣和地球聯繫的呢?
    旅行者一號的任務是向著遙遠的星空前進,脫離太陽系,探索外星文明的存在。如今它已經在太空飛行了43年,為什麼它沒有撞上任何天體呢?太陽系中存在著非常多的小天體,那為什麼旅行者1號能夠避免撞上其他天體呢?旅行者1號離開地球之後,它的第1個目標是木星。在飛向木星的過程中,它需要穿過位於火星和木星軌道之間的小行星帶。
  • 為什麼說兩架旅行者號撞上任何東西的可能性幾乎為零,所以它們能...
    旅行者1號 旅行者1號其實比2號還晚發射了一個月,離開了地球之後,它先後拜訪了木星和土星,航行了35年之後終於到達了太陽系的邊緣。到2014年,NASA正式宣布「旅行者一號」駛出了太陽系,飛往了廣闊的星際空間。儘管如此,以旅行者1號目前的速度來說,飛往離地球最近的恆星比鄰星還要花上7萬3千6百年。
  • 飛行225億公裡,旅行者1號最後拍攝的照片,為什麼讓人深思?
    為了更深入的探索宇宙,人類向太空發射了大量的探測器,截止到目前為止,距離我們地球最遠的一個探測器是旅行者1號,距離地球已經超過225億公裡。 對此很多人都很好奇在旅行者1號的43年飛行時間內,為地球傳回了無數張精彩的照片,做出不不少的貢獻,為什麼是拍攝的最後一張照片讓人類感到深思呢?
  • 旅行者1號能飛出銀河系嗎?
    那麼,這艘無人太空飛船目前飛到哪裡了呢?它最終又會飛到哪裡?它能飛出銀河系嗎?它會有怎樣的結局呢? 在2012年,旅行者1號衝出太陽風層頂,進入星際空間。目前,旅行者1號距離我們大約220億公裡(20.4光時)。但它還遠未飛出太陽系,甚至還沒有抵達太陽系外層的奧爾特雲,因為太陽系的半徑至少有1光年。
  • 「暗淡藍點」拍攝30周年 旅行者1號探測器43年222億公裡的星際旅行
    地面指示旅行者1號向後拍攝它所探訪過的行星。美國宇航局(NASA)最終從這個任務組中編輯出60幀照片,合成了一幅太陽系的全家福。 下面這張照片是旅行者1號探測器在距離地球60億公裡的宇宙外太空所拍攝的地球作品,名為《暗淡藍點》,這是旅行者1號拍攝的距離地球最遠的最著名的地球照片,畫面中地球懸浮在太陽系漆黑的背景中。
  • 「暗淡藍點」拍攝30周年 旅行者1號探測器43年222億公裡星際旅行
    1990年2月14日,正在太空航行中的旅行者1號探測器,接受了NASA地面指揮中心發出的指令。地面指示旅行者1號向後拍攝它所探訪過的行星。美國宇航局(NASA)最終從這個任務作中編輯出60幀照片,合成了一幅太陽系的全家福。