已经飞了200多亿公里的旅行者1号,为何不会撞上太空中的小行星?
如果对航空航天方面有所关注的朋友 , 难免会产生一种奇思妙想 , 那就是为何近年来航天技术发展的速度如此缓慢 , 甚至就可以说是几乎停滞 , 上个世纪就能做到的事情 , 现在仍旧在做同样的事 。
实际上在航天技术的进步中 , 虽然有许多方向的技术都有改进 , 但是比较明显的也只有美国SpaceX公司制作出来的可回收火箭 , 但这些科技都不能算是跨越性的进步 , 目前人类的技术探索已经越来越接近理论的上限 。
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可回收火箭
航空技术仍旧十分依赖化学燃料 , 每次火箭升空都必须携带上超大重量的燃料 , 比如我国的长征七号火箭 , 总重量高达500吨 , 但其中有90%的重量的都是燃料本身的重量 , 将一公斤重的物体送上太空 , 都需要消耗价值十万元左右的成本 。
除了燃料的桎梏 , 航天技术还受限于材料的坚固性 , 人类能够造出十分坚固的复合材料 , 但任何材料都难以抵挡漫长时光的影响 , 在浩瀚且恶劣的宇宙环境中旅行动辄就需要几百上千年 , 以现在的材料技术 , 飞船很可能无法在宇宙中坚持太长时间 。
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中国宇宙载人航天飞船
因此即便我们有耐心花费上千年时间在宇宙漫游 , 但在漫长的时光里 , 飞船总有可能会磨损 , 在孤立无援的太空中 , 任何一点点磨损都可能是永久性的破坏 , 在这种情况下根本不可能将人送去远离地球的太空之中 。
虽然人无法离开地球太远 , 但有多少人知道 , 其实人类的造物已经可以飞出太阳系了 , 旅行者一号已经在2012年8月25日穿越太阳圈的包围 , 进入到星际介质之中 。 它是如何离开太阳系的 , 又是如何宇宙中航行的 , 让我们一起来了解一下吧 。
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旅行者一号探测器
旅行者一号的旅程
旅行者一号其实1977年就已经从地球上发射了 , 飞行了35年才突破太阳系的边界 , 其实太阳系的直径并没有我们想象中的大 , 而且它有三个不同的标准的边界 。
一个是以最远的行星——海王星作为边界 , 那就只有60个天文单位的距离 , 也就是大概8.3光时的距离 , 以日球层作为边界 , 则有100个天文单位的距离 , 也就是大约13.8光时的距离 , 如果以奥尔特云作为边界 , 则能有10万个天文单位的距离 , 也就是大约1.58光年的距离 。
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奥尔特星云
其中 , 大家都知道海王星是第八行星了 , 而日球层其实就是太阳风能吹到的最远的距离 , 再远就无法得到太阳风的保护了 , 奥尔特云则是太阳重力能够影响到的最远天体 , 主要由水冰、氨和甲烷等固体挥发物组成 。
而今天文章的主角——旅行者1号 , 穿越的其实是日球层的边界 , 突破了日球层 , 它将无法获得太阳风的保护 。 直接迎接宇宙间充斥着的高速运动的亚原子粒子冲击 , 因此它将会在短时间内完全被破坏 。
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太阳风是一种连续存在的高度带电粒子流
在太空航行 , 就必须克服一个十分关键的问题——逃逸速度 。 我们知道地球的逃逸速度是11.2公里每秒 , 为了达到这个速度 , 每次飞船起飞都必须消耗大量的燃料 , 才能飞到太空中 。
而当人造卫星被送上太空之后 , 它的燃料基本会被消耗殆尽 , 这时人造卫星只能通过张开的太阳板获得微弱的电力 , 维持自身的运转 。
逃离太阳系所需的逃逸速度必须达到16.7公里每秒 , 旅行者一号借助大量的化学燃料 , 将其送出宇宙之后 , 就已经再也没有燃料帮助它加速到16.7公里每秒了 , 那它又是如何逃离太阳系的呢?
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旅行者一号探测器
实际上在宇宙中 , 依靠燃烧产生推力的化学燃料 , 根本无法很好地在真空中产生推力 , 因此旅行者一号必须想别的办法来加速 。
而且由于旅行者一号一开始设计的时候就是为了让它飞出太阳系 , 所以像太阳板这种借助太阳能的装置也没有为它配备 , 毕竟远离太阳的它将会渐渐无法从阳光中获取能量 , 旅行者一号实际上配备的是一块可以运行几十年的核动力电池 。
但是核动力的能源主要是给旅行者一号装载的探测设备供能的 , 它并没有足够的能量为旅行者一号提供加速度 。
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