旅行者一号三万年后飞出太阳系 (旅行者1号探测器飞出太阳系3万年)

#点亮好奇心#

说到人类探测器要飞出太阳系的尝试,恐怕很多人应该都不会忘记美国的旅行者1号,它是在1977年9月5日发射,至今在太空中飞行了已有40多年,不过令人们奇怪的是,太空中拥有如此多的天体,旅行者1号为什么不会被这些天体捕获或者撞上呢?

美国旅行者1号,旅行者1号何时与地球失联

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本次内容可以分为以下三个部分:

一、旅行者1号无法自动避开天体。

二、太阳系的空间非常广阔,旅行者1号撞上天体的概率非常低。

三、旅行者1号的速度足够大,其他天体质量比较小,很难捕获。

旅行者1号无法自动避开天体

如果旅行者1号不会被太阳系中的其他天体捕获或者撞上,那到底是不是由于旅行者1号可以非常灵活的转弯,也就是旅行者1号能不能通过人为控制来避开这些天体?

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当然不是了。由于旅行者1号是属于一个无人的探测器,所以根本就没有人可以在上面控制,但到底能不能让处在地面的人进行控制呢?这其实也是不可能的,想想我们的火星探测器在着陆火星表面的时候,都是自动控制的,就是因为从火星传回到地球的信号需要的时间比较长,根据地球与火星的相对距离不同,所需要的时间大约为262~1262秒,再从地球上发出信号到达探测器,所需要的时间就是两倍,再加上地面人们做出反应的时间,恐怕需要的时间还会变得更长。

而旅行者1号是飞离比火星更远的地方,那么中间信号传输过程所需要的时间会变得更长,要是真的遇上了危险,早就已经撞上了这些天体。所以,从地面上控制也是没有意义的。

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既然从地面上控制是没有什么意义,那么让旅行者1号自动控制,避开太阳系中的其他天体到底行不行呢?从技术上来说,这个当然是可以的,但是变轨就意味着需要消耗能源。

不过旅行者1号是为了探测宇宙中到底还有没有其他智慧文明的存在,所以它需要飞到距离地球更远的地方去,它所携带的所有能源相对来说都是非常宝贵的,如果是用于探测器变轨,一次性消耗能源的量也会非常大,当然就是很大的浪费,而且也没有用到更有意义的地方去。

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其实,人类发射探测器到更远的太空中进行探索,最重要的还是要与探测器取得联系,否则就算探测器有了新的发现,我们也不知道,那就一点意义都没有了。所以这些能源更重要的是传输信号,而不是为了提供变轨。

太阳系的空间非常广阔,旅行者1号撞上天体的概率非常低

就拿人造地球卫星来说,自从1957年10月4日,苏联发射第1颗人造地球卫星以来,已经拥有了数十年的时间,当然也造就了很多的太空垃圾,而这些太空垃圾通常都是以非常高的速度运行的,要是人造地球卫星被它们碰到,很可能就会造成灾难性的后果。

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但其实我们人类还是在不停地发射卫星,撞上太空垃圾的概率还是比较低,相对于太阳系更加广阔的空间来说,探测器要想撞上天体,那还是比较困难的。

就拿火星与木星之间的小行星带来说,虽然那里的天体也比较多,但各个天体的平均距离达到了50万千米,要知道月球与地球之间的平均距离也就只有38万千米,所以那些天体的平均距离比地月之间的距离还要大很多,旅行者1号要是从这些间隙中穿过,还是比较容易的,要想撞上那些天体,比中500万彩票的概率还要低,而且还低很多。

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旅行者1号的速度足够大,其他天体质量比较小,很难捕获

旅行者1号直接撞上这些天体的概率的确很低,如果是从这些天体附近掠过,会不会被这些天体捕获呢?但其实这个问题也没有必要太过于担心,因为想要捕获旅行者1号,就是要拥有比较大的引力,而拥有比较大的引力,最重要的还是需要拥有比较大的质量。

所以在这里必须要说一个下“引力弹弓”效应,这个效应在网络上恐怕大多数的人都会了解,因为在一些小说中也会说到这种效应,就很容易会被普通大众了解。

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其实引力弹弓也是需要条件的,虽然还是可以利用天体来为航天器加速,但并不是随便找一个天体都能用来加速的,因为它的原理还是要遵循动量守恒定律以及能量守恒定律。

引力弹弓也可以用动量定理来解释,航天器在质量变化不是很大的情况下,速度发生了改变,也就意味着它的动量发生了变化,按照动量定理来说,应该就是它受到了力的作用,但航天器是不能直接撞上天体的,否则那就毁了,这个力的作用来源就是天体的引力。

所以航天器要想利用引力弹弓来加速,最好就是利用一些质量比较大,然后速度也比较大的天体来加速。因为引力是属于一种保守力,单纯依靠这种力是不会对航天器增加动能的,动能的来源是天体的运动。

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木星和土星在太阳系中,除了太阳以外是更符合质量比较大,速度也比较大的天体,所以要说到捕获旅行者1号,这两个天体其实是拥有更大的可能。但其实为了节省燃料,人们为了可以让旅行者1号更好地加速,其实是利用这两个天体来加速的,也就是对它们使用引力弹弓,让探测器获得更大的速度。

所以旅行者1号在经过土星和木星的时候,它的轨道应该都是计算好的,距离这两个天体太远,引力弹弓的效果就不是非常明显,但如果距离太近了,就有可能会被它们捕获,甚至还有可能会撞到这两个天体上。

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不过在经过土星和木星的加速之后,旅行者1号已经可以获得很高的速度,最快的速度曾经达到35公里每秒,以这么快的速度运动,大多数情况下就可以一下子就飞掠其他天体了,不会被其他的天体捕获。

而且在土星的轨道之外,那些天体的质量就会大大地降低,对于旅行者1号的捕获能力也会迅速降低,如果旅行者1号不是直接撞上天体,以它这么高的速度运行,到目前的速度也还达到17公里每秒,其他的天体一般是无法捕获的。

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综上所述,旅行者1号不会进行自动控制避开这些天体,但也不用担心会撞上这些天体,或者被这些天体捕获,因为这些天体之间的距离还是非常大的,旅行者1号很容易就可以从它们之间的间隙穿过。除了木星和土星的质量比较大,拥有足够的引力可以捕获旅行者1号,不过人们也想到了这一层因素,就利用这两个天体对探测器进行加速,当旅行者1号拥有比较大的速度的时候,质量相对较小的天体就无法再捕获它们了。

当然,如果是旅行者1号直接撞上一些天体,还是会有这种可能的,只不过它的概率会非常低。你是怎么看的呢?