太阳系看起来是扁平的,宇宙飞船垂直往上飞,更容易飞出太阳系呢

上世纪70年代初 , 在完成阿波罗登月这个宏伟工程之后 , 人类制定了一个更加宏伟的目标 , 那就是飞出太阳系 , 可是当人类雄心勃勃的去实施这个计划的时候 , 才发现太阳系实在太大了 , 人类费了九牛二虎之力 , 才成功把12名宇航员送上了月球 , 可是月球距离地球仅38万公里 , 而从地球到太阳系传统边界的距离却高达73亿公里 , 是日地距离的1.9万倍 , 以目前人类的科技水平 , 要想实现载人飞出太阳系根本不可能 , 由于这个飞出太阳系这个目标很难 , 所以人类只能向发射几个深空探测器 , 先行一步去探探路 。
太阳系看起来是扁平的,宇宙飞船垂直往上飞,更容易飞出太阳系呢
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在这种背景下 , 在70年代末 , 人类相继发射了多个深空探测器 , 包括旅行者1号、旅行者2号、先驱者10、先驱者11号等 , 而在这些探测器中 , 旅行者1号是名副其实的“先驱者” , 因为它是人类有史以来第一个飞出传统太阳系边界(冥王星远日点轨道)的探测器 , 同时也是人类有史以来飞行距离最远的探测器 , 从1977年9月5日发射升空 , 到现在旅行者1号已经在太空中孤独的飞行了43年的时间 , 飞行总里程超过200亿公里 , 人们在感叹旅行者1号很伟大的同时 , 也感觉很无奈 , 为什么呢?
太阳系看起来是扁平的,宇宙飞船垂直往上飞,更容易飞出太阳系呢
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因为NASA宣布旅行者1号飞出太阳系的时间是2012年 , 也就是说旅行者1号用了将近35年的时间才飞出太阳系 , 这样的时间成本太高了 , 不过我们通过对比旅行者1号的飞行路径 , 发现这个一样细节 , 那就是旅行者1号的飞行路径是从地球出发 , 然后平行于黄道平面往外飞行的 , 可是我们的太阳系是扁平的 , 这意味着垂直黄道平面往上或者往下飞行 , 比平行于黄道平面往外飞行距离要近得多 , 旅行者1号为什么要舍近求远从平行于黄道平面飞出去 , 而不是垂直于黄道平面往上飞或者往下飞呢?如果旅行者1号垂直往上飞或者往下飞 , 能否更快更省时间飞出太阳系呢?旅行者1号之所以选择平行于黄道平面飞出太阳系 , 而不是垂直于黄道平面飞出太阳系 , 主要原因有两个 。
太阳系看起来是扁平的,宇宙飞船垂直往上飞,更容易飞出太阳系呢
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太阳系看起来是扁平的,宇宙飞船垂直往上飞,更容易飞出太阳系呢】第一个原因:弹弓引力效应 。 什么是弹弓引力效应呢?所谓弹弓引力效应是指人类发射的宇宙飞船 , 在经过某个星球引力场附近的时候 , 充分利用这个星球的自转引力作用 , 让宇宙飞船实现加速、调整方向的目的 , 同时也可以大大节省燃料 , 让宇宙飞船飞得更快更远 , 从而充分发挥它的效益 。 那么要想利用引力弹弓效应 , 最重要的一个条件是什么?当然是星球 , 在探测器飞行路径中 , 必须拥有足够多的星球 , 才能充分利用引力弹弓作用 , 从而实现飞得更快、飞得更远 。 然后我们再来看看的太阳系 , 从太阳系的全景图来看 , 垂直于黄道平面往上或者往下飞 , 的确看起来比垂直于黄道平面更容易飞出太阳系 , 飞行的距离和时间也更短 , 可实际情况是 , 相对于垂直往上或者往下飞 , 平行于黄道平面往外飞飞行的速度更快 , 也更容易飞出太阳系 , 为什么呢?
因为平时我们看到的太阳系仅仅还是星球分布图 , 并非是太阳系的引力分布图 , 太阳系的引力其实分布在各个方向 , 就好像平时我们看到的篮球一样 , 几乎每个方向都存在太阳相同的引力 , 这意味着飞行器不管从哪个方向飞行 , 受到的太阳引力是相等的 , 换句话说 , 探测器不管从太阳系哪个方向飞行 , 飞行距离、飞行难度、飞行时间等都是一样的 , 但是由于黄道平面分布有很多星球 , 情况就不一样了 , 探测器从平行于黄道平面飞出去 , 就可以充分利用这些星球的引力弹弓作用 , 在获得加速的同时也大大节省了燃料 , 因此平行于黄道平面飞出太阳系不是更难 , 更费时间 , 反而更快更省时间 , 这就是旅行者1号为什么选择从平行于黄道平面飞出太阳系的原因 。
第二个原因:肩负着特殊使命 。 当然旅行者1号的使命不仅仅是飞出太阳系 , 它还肩负着另外一个重要任务 , 那就是帮助人类深入了解木星、土星、海王星、天王星等行星和它们卫星的情况 , 由于肩负着这样一个重要任务 , 决定了旅行者1号必须平行于黄道平面往外飞行 , 毕竟这些星球都分布在黄道平面上 , 如果垂直往上飞行或者往下飞行 , 就没有机会拍摄这些星球的近距离照片 , 也无法发挥旅行者1号最大的效益 , 毕竟旅行者1号的建造费用很昂贵 , 不是放一个烟花庆祝那么简单 , 既然把它发射升空了 , 那必须让它发挥最大效益 , 从而为人类做出最大贡献 , 旅行者1号也没有辜负使命 , 我们看到很多精美绝伦的木星、土星、海王星等照片都是旅行者1号拍摄的 , 这些照片为人类深入研究这些巨型行星提供了很大帮助