探測器飛出太陽系時為什麼不走捷徑?其實一直在走捷徑

2020-12-02 刁博

從甲地到乙地可以走多條路,最近的路和最快的路不一定是同一條路,最近的路和最快的路也不一定是最經濟的路。在宇宙航行中,探測器要沿著曲線飛往目的地,不會沿著最近的直線向前飛行。嫦娥五號奔月的過程中需要繞地球和月球轉動很多圈;將旅行者號送出太陽系時需要多次利用引力彈弓對飛船加速。若是要讓探測器走直線從地球飛到月球,或者是走直線飛出太陽系,需要一直為探測器提供動力。

發射探測器時,火箭內絕大部分空間儲存的是燃料。儘管如此,那些燃料大部分在火箭點火後不久就會耗掉,以便使探測器獲得足夠大的速度。平時經常說的第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度就是在最節省燃料的情況下計算出的速度。比如第一宇宙速度7.9千米每秒,是指在地面附近給物體的初速度大於7.9千米每秒就能使物體繞地球無動力飛行。如果讓一個探測器始終以1米每秒的速度接近月球,只要有充足的能量,物體也能抵達。只是這種情況下消耗的燃料會多得驚人。

探測器在絕大部分飛行時間中是在做無動力飛行,在星球引力的作用下探測器的軌跡呈現為曲線。儘管探測器走的路徑是彎曲的曲線,但這彎曲的曲線恰恰是探測器飛往目的地時的捷徑。第三宇宙速度是16.7千米每秒,意思是在地球上將探測器送出太陽系至少需要有16.7千米每秒的發射速度,這是藉助了地球繞太陽公轉速度30千米每秒後的速度。而實際上人類發射的能夠飛出太陽系的旅行者二號、旅行者一號等飛船,它們的發射速度都沒有達到第三宇宙速度。因為它們在經過土星、木星等星球時可以依靠引力彈弓加速,這是不將探測器以垂直於太陽系平面發射出去的重要原因之一。

另外,人們往往對太陽系外有著一絲神秘的嚮往,有不少人更樂意關注的是飛出太陽系的旅行者號等飛船。其實飛出太陽系只是旅行者號完成太陽系探測任務後的最後一個使命,其最主要的工作是探測太陽系中的木星、土星、天王星等星球。以旅行者號等飛船的飛行速度,在接下來數萬年裡要經過的區域都是一片荒蕪。沒有探測任務,這樣的探測器沒有意義。更何況旅行者號飛船上攜帶的電池只能工作幾十年,待電池停止工作後不會再給地球傳送數據。目前人類還不會單純地為了飛出太陽系而發射探測器。

相關焦點

  • 來自探測器旅行者1號的自述:探測器為什麼不垂直飛出太陽系?
    我是旅行者1號太陽系空間探測器,1977年9月5日,我從地球出發,向著廣袤無垠的宇宙空間前進。時間過得真快,轉眼間,已經過了43年了,我已經飛行了216億公裡。這216億公裡的路程可不簡單啊。在1979年至1980年11月,我飛向木星和土星這兩個大行星時,為它們拍下了多張詳細的照片。
  • 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?
  • 為了快速飛出太陽系,探測器為何不垂直黃道面發射?
    距離我們最遠的探測器是旅行者一號,它是NASA在1977年發射的一顆星際探測器,目前已經飛行43年距離地球224億公裡,但是它仍舊沒有飛出太陽系。對於這種情況很多人都非常的疑惑,讓探測器垂直於黃道面發射,那樣豈不是很快就飛出太陽系了?
  • 探測器飛出太陽系人類到底能飛多遠(圖)
    載人的太空飛行器能否也飛這麼遠?一個讓人們既好奇又興奮的問題是:人類到底能飛多遠?    名副其實的「先驅者」    目前,人類發射的「星際遊子」中飛得較遠的有四位:「先驅者」10號和11號、「旅行者」1號和2號,它們都是人類派往銀河系的大使。其中「先驅者」10號太空探測器是名副其實的先驅者,它不僅是4位「星際遊子」中發射最早的一位,而且是人類發射的第一個飛出太陽系的探測器。
  • 最高時速8.4萬公裡,「新視野號」探測器能夠飛出太陽系嗎?
    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。
  • 太空飛行器為什麼不垂直於太陽系平面飛出太陽系?這樣不是更近嗎?
    如果只是以以上的行星分布的觀點來看確實沒錯,但是我們的太陽系可沒這個簡單,因為在我們尚不了解的柯伊伯帶之外,還存在著早期太陽系形成時遺留下的物質,這些物質的總量大約有5-100個地球質量,但它們都是體型十分小冰凍天體,圍繞太陽在各個方向上形成了極為橢圓或拋物線狀的軌道,因此奧爾特雲表現出了球形結構
  • 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?
    這兩個探測器已經飛出了「太陽系」(並不完全是,後面在解釋)進入了星際空間,旅行者1號是2012年、旅行者2號是2018年被宣布離開太陽系的。,也意外發現了旅行者號在這個地方的飛行明顯受阻;也就是說旅行者號探測器來到太陽系邊緣的時候,受到了一種阻力,在阻止它飛出太陽系。
  • 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?
    這肯定是上世紀人類向外太陽系發射的兩顆探測器:旅行者1號和2號。 這兩個探測器已經飛出了「太陽系」(並不完全是,後面在解釋)進入了星際空間,旅行者1號是2012年、旅行者2號是2018年被宣布離開太陽系的。
  • 人類為什麼始終無法飛出太陽系?科學家給出真實原因
    有人厭倦了城市寫字樓的枯燥,於是在辭職信上寫了這樣一句話:「世界那麼大,我想去看看」,其實居住在地球上的人類一直也有一個「走出去的夢想」,人類在太陽系裡面住了好幾百萬年,已經厭倦了太陽系裡面的生活,人類好想到太陽系外的宇宙空間去看看,不過理想是美好的,現實卻很殘酷的,有人感嘆:「以前覺得掙不掙錢不重要
  • 太陽系是扁平的,向上或者向下飛,不就能很快飛出太陽系了麼?
    太陽系是扁平的,旅行者向上飛不是很快就能飛出太陽系麼?說的好有道理,竟然無言以對。當然這對於腦筋急轉彎的回答,肯定是令人滿意的,但就科學角度來看,似乎有幾個問題得搞搞清楚!既然太陽周圍的引力都是均勻分布的,為什麼我們要從黃道面逃逸?
  • 人類文明為什麼不飛出太陽系?到底有多難?
    這一次次的突破是人類文明進步的體現,因為我們不再局限於仰望星空,也可以飛出地球去探索了。人類文明目前最遠的足跡就是38萬公裡之外的月球,最遠的探測器是220億公裡之外的旅行者一號。太陽系位於銀河系的一條旋臂之上,距離銀心2.6萬光年,我們現在不想再局限於太陽系之中,想要飛出太陽系去看一看,但是目前人類的科技水平是無法實現的。
  • 有希望「完全」飛出太陽系的五個人類探測器
    經過9年的飛行,幾年前美國「新地平線」探測器終於飛到了冥王星附近。並拍攝了大量照片,探索了大量數據傳送給地球,然後它告別冥王星,去了位於太陽系邊緣的神秘柯伊伯帶。它是第一個成功穿越火星與木星小行星帶的探測器;是第一個近距離觀察木星的探測器,並於1973年12月3日發回了第一組木星的近景照片;1983年6月13日飛出海王星軌道;發回了大量太陽風和宇宙輻射測量數據。
  • 儘管旅行者一號可以飛出太陽系,它仍不是星際探測器,這是為何?
    引言:今年是人類「使者」旅行者一號在太空中遨遊的第42個年頭,它繼續肩負著傳播人類文明的使命向太陽系外進發。很多人會認為像這樣的探測器應該是星際探測器,但是專家並不這麼認為,這是為什麼呢?蘇聯率先實現載人航天,緊接著美國就實現了載人登月,美國最初的星際探測器計劃就在這樣的背景下誕生的。在先驅者10號與11號之後,美國想要再次發射一架能夠有希望飛出太陽系的探測器,於是他們利用了70年代太陽系行星特殊的排列方式來為探測器提供引力,從而實現了在減少燃料使用的情況下一次探索了木星、土星、海王星和天王星四大行星的目標。
  • 人類深空宇宙飛行探測器最遠飛到什麼地方?飛出太陽系了麼?
    在探索深空宇宙奧秘方面,美國早早的就以強大科技做後盾,對人類認知宇宙,了解宇宙,尤其是對太陽系內的各大行星的探索做出了最重要的貢獻。他們早在上世紀末就真正開始了宇宙探測計劃,分別於1977年8月20日和9月5日把深空宇宙探測飛行器旅行者1號和旅行者2號發射升空。這兩個探測器沿著兩條不同的軌道飛行。
  • 難怪人類飛不出太陽系,外圍出現一堵「牆」,旅行者1號被擋住了
    阿波羅登月工程人類在實現阿波羅登月工程之後,在宇宙探索中信心大增,把下一個目標定為飛出太陽系,當人類躊躇滿志準備計劃飛出太陽系的時候,才發現要想實現載人飛出太陽系幾乎不可能,因為距離實在太遠了,月球距離地球僅有30萬公裡,可是太陽系的邊界(冥王星附近的舊邊界)超過150億公裡,是日地距離的5萬倍,人類連登陸火星(火星與地球距離僅
  • 杉數科技:不走捷徑的「解」題高手
    但2019年是一個分水嶺,資本寒冬的來臨,讓這些企業開始涇渭分明:一些所謂的人工智慧企業,在沒有資本持續輸血之後「原形畢露」,經營更是舉步維艱;而另一些企業則顯示出強勁的韌性,甚至年初疫情突然爆發之後,依然不受影響,反而逆勢取得突破。杉數科技無疑屬於後者的突出代表。
  • 旅行者一號真的飛出太陽系了嗎?科學家:再飛10000年也飛不出
    ,我們的視野飛出了井口,可是我們的身體還在井底。旅行者一號是一艘上世紀發射的探測器,它是人類史上第一個試圖突破太陽系範圍的探測器,它是人類最初的希冀,它已經連續飛行42年了,那如今它在哪裡了呢?我們都想知道。為了像全人類公布旅行者一號的位置,NASA先後在2014年和2018年公開發布了旅行者1號的最新位置,但是有趣的是這兩次NASA都號稱旅行者一號飛出了太陽系,這讓人多人感到疑惑。
  • 人類為什麼無法飛出太陽系?飛出太陽系需要什麼條件呢?專家一席話...
    旅行者一號太空探測器的速度已經達到了每秒鐘17公裡以上,它已經飛行了42年的時間,行程超過了211億公裡。但是它要飛出太陽系最起碼也得需要大約17600年的時間。對於一顆沒有生命的探測器來講,它有足夠的時間飛出太陽系的。
  • 走捷逕往往是巨大的風險
    他們穿過樹林,穿過溝壑,植物生長得很旺盛,甚至還有小麥,但是不一會就發現了一樣,這個星球沒有一聲鳥叫,沒有一個動物。最後,他們才發現這個美好的星球已經被仿生人大衛所破壞,他利用前傳裡面的普羅米修斯飛船上面的生物基因,進行雜交,創造出了可怕的「異形」生物,其攻擊力生存力破壞力都十分可怕,人類不是它的對手。
  • 人類可以飛出地球,為什麼飛不出銀河系?永遠都做不到!
    人類很早之前就飛出過地球,在太陽系內進行探索,探索月球、火星等其他的星體。我們都知道宇宙很大,由太陽系、銀河系以及其他強大的星系構成的,那麼人類已經可以飛出地球了,那麼人類可以飛出銀河系嗎?曾經有科學家說過人類是不能飛出銀河系的,那麼為什麼人類飛不出銀河系呢?雖然人類現在的科技水平已經很發達了,但是要飛出銀河系簡直比登天還難。旅行者一號曾是最遠的探測器,它已經飛到了220億公裡之外。當時的旅行者一號速度已經很快了,按照當時的速度如果一直飛行的話,那麼旅行者一號大概需要17600年才能飛出太陽系。