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迄今為止,43年前出發的旅行者1號是離開地球飛得最遠的太空飛船。旅行者1號正以17公裡/秒的速度在蛇夫座方向前進,目前距離太陽223億公裡,它發出的信號以光速傳回地球需要將近21小時的時間。
旅行者1號飛入太陽系深處,去往前所未知的地方。然而,旅行者1號的速度在持續下降,從最初出發時的最高38公裡/秒降為目前的17公裡/秒,速度已經下降了超過一半。
那麼,為什麼旅行者1號的速度會不斷變慢呢?太陽系深處是否有未知的力量在阻止旅行者1號飛行呢?旅行者1號未來會被太陽吸引回來嗎?
時至今日,雖然旅行者1號還能與地球進行通信,但它早已耗盡用於推進的燃料。旅行者1號攜帶的鈽核發電機可以再給儀器供電5年,但它無法給飛船提供前進的動力。
儘管如此,旅行者1號仍然可以飛入星際空間中,不會被太陽的引力所束縛住,更不會被吸引回來。這是因為旅行者1號的飛行速度很快,始終快於它所處位置的太陽系逃逸速度,所以旅行者1號不需要任何動力,僅依靠慣性就能飛出太陽系,只是時間的問題。
旅行者1號離開地球時達到的最快速度不到40公裡/秒,它還沒有能力飛出太陽系。可能有些人會納悶了,第三宇宙速度只有16.7公裡/秒,旅行者1號的速度遠大於此,它完全可以脫離太陽系,但為什麼說不行呢?
根據牛頓力學計算可知,在地球軌道上,太空飛行器無動力飛出太陽系所需的速度要達到42公裡/秒。但由於地球本身以30公裡/秒的速度繞著太陽公轉,所以充分利用地球的軌道速度,所需的逃逸速度將會下降到12公裡/秒。不過,從地球上出發的太空飛行器還要克服地心引力作用,所需的初速度還要再大一些,計算結果為16.7公裡/秒,這就是第三宇宙速度。
需要注意的是,第三宇宙速度是相對於地球而言,以地球作為靜止坐標系。而旅行者1號的速度是相對於太陽而言,以太陽作為靜止坐標系。旅行者1號的初速度並沒有達到42公裡/秒,所以沒有達到太陽系逃逸速度。
但好在旅行者1號趕上了百年一遇的天文事件,它可以一口氣相繼飛越太陽系中兩顆質量最大的行星——木星和土星。經過木星的引力加速之後,旅行者1號獲得了逃逸太陽系的速度。而經過土星引力的進一步加速,旅行者1號成為目前飛行最快的星際飛船。
至於為什麼旅行者1號不斷減速,原因在於太陽的引力作用始終存在。旅行者1號飛出太陽系需要克服太陽引力做功,而它已經沒有動力,所以必定有部分的動能會轉化為勢能,導致速度下降。
但不管怎樣,旅行者1號註定會進入浩瀚的星際空間中,不再會回到太陽系中,時間估計是在1.8萬年之後。由於旅行者1號的速度沒有達到第四宇宙速度,也就是擺脫銀河系引力束縛的逃逸速度,估計為500公裡/秒,所以旅行者1號不會飛出銀河系,而是會像太陽一樣繞著銀河系中心運動。