人类如何才能飞出太阳系?也许奥陌陌已经给出了一种方案
自从人类制造的飞行器可以上天之后 , 不久就摆脱了地球的束缚 , 可以飞到其他的行星进行探索 。 如果人类基本上是不可能会满足于这些成绩 , 因为宇宙是如此之大 , 太阳是只不过是相当于其中的一粒沙子 。
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尽管如此 , 人类要想到达更加浩瀚的宇宙中去探索 , 首先就必须要飞出太阳系 。 飞出太阳系也许是世界各国都想要实现的梦想 , 但真正开始行动起来 , 发射外太阳系空间探测器的就是美国 , 这个探测器的名字就叫做旅行者1号 。
旅行者1号是在1977年9月5日发射 , 重达815千克 , 曾经到达过木星和土星 , 但是已经飞行了几十年 , 还是没有飞出太阳系;再飞行几年 , 恐怕到了2025年 , 它原先所携带的三枚核电池将会耗尽 , 虽然还会继续飞行 , 但想要回来已经是不可能了 。
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太阳的质量占到了整个太阳系的99.86% , 它的引力范围大约可以延伸到1光年至1.5光年 , 要知道按照目前人类所掌握的物理学理论知识 , 光是这个宇宙中最快的速度 , 1光年就相当于光利用一年时间所走过的距离 , 可以见得太阳的引力范围真的非常大 , 难怪旅行者1号飞了这么多年也没有飞离太阳系 。
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其实旅行者1号原先的目标就是为了去探索木星与土星 , 以及它们的卫星和土星环 , 后来才改变了它们的探测任务 。 也就是说 , 将旅行者1号定性为外太阳系空间探测器 , 并不是非常准确 , 因为这个探测器是属于半道出家 。
这也决定了旅行者1号在发射之后 , 一直都是在太阳系的黄道平面之内运行的 。 根据网络上的一些科普文章 , 由于旅行者1号是在黄道平面之内运行 , 这让它经过其他天体的时候 , 就可以借助其他的天体进行加速 , 在发射之初也可以借助地球自转的动能 , 更加有利于探测器获得一个比较大的初速度 。
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但其实我认为这并不是发射探测器离开太阳系的优势 。 按照经典物理理论的计算 , 探测器要想逃逸太阳 , 就必须要达到第三宇宙速度 , 也就是16.7千米每秒 , 要获得如此大的速度 , 仅仅依靠借助地球自转的动能来获得 , 还是相差非常远 。
因为探测器就算是从地球的赤道上发射 , 它所获得的最快初速度也就是只有465米每秒 , 这个速度相当于声速340米每秒 , 的确是大了很多 , 但与第三宇宙速度相比 , 连一个零头都算不上 , 根本就是可以忽略不计的 , 所以从不从地球的赤道上发射 , 对于这种探测器获得比较高的初速度作用并不大 。
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至于借助其他的天体进行加速 , 这种优势就更加谈不上了 。 因为引力场是属于一个保守场 , 如果忽略外力的影响 , 仅仅是计算两个物体之间的引力 , 当探测器向某一个天体正在接近的时候 , 它的速度的确是在提高 , 但如果探测器正在远离这个天体 , 就必须要克服引力做功 , 这样探测器的动能也会降低 。
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【人类如何才能飞出太阳系?也许奥陌陌已经给出了一种方案】也就是说 , 探测器最多也就只能利用这些天体来进行改变运动的方向 , 想要依靠它们来提高探测器飞行的速度 , 这是不可能的 。 由于探测器的运动方向改变了 , 就无法沿着太阳中心延伸的方向一直运动下去 , 变成了围绕太阳进行曲线运动 。
我们都知道按照直线所走的路线会比较短一些 , 但现在却受到这些天体的影响 , 变成了走曲线的运动 , 想要飞出太阳系就没那么容易了 。 所以人类的探测器要想飞离太阳系 , 所依靠的加速很可能只能依靠探测器所携带能源的本身 , 因为利用自身的动力系统进行加速 , 这才会使得探测器的速度增大成为可能 。
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而且在黄道平面之内运行 , 多多少少也会受到各种天体的影响 , 所以探测器要想离开太阳系就变得更加困难 。 不过到了2017年 , 天文学家发现了太阳系中有一颗不明天体奥陌陌 , 大约在距离地球3,300万公里之外 , 由于这颗天体的偏心率达到了1.2 , 超过了1 , 这就使得科学家判断为这颗天体是从太阳系之外飞进来的星际天体 。
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