因此就经常有人问:人类发射探测器为什么不垂直于黄道面发射,这样就很快的可以飞出太阳系了?例如旅行者一号、二号姐妹。发除此疑问的可能忽略了三个问题,我们一一来说明一下。
1.太阳系的直径对于太阳系的直径问题,是随着人类航天探测的加深越来越大的,首先最开始认为太阳系的八大行星范围就是太阳系的直径;其次认识到太阳风的存在,认为太阳风的作用范围是太阳系的直径;而最新的观点认为太阳系的直径应该是太阳的引力作用范围,当然这里要狭义的理解,引力是长程力理论上可以到无限远处。
但是在这里的理解就是受引力作用,一些天体所处的范围。例如包裹着太阳系的奥尔特云,这里被认为是长周期彗星的大本营,它们受到太阳系的引力聚集在这个位置。奥尔特云的直径大约是2光年,因此说太阳系的直径是两光年,这里跟八大行星的公转轨道面关系不大,即使垂直黄道面向上飞行,也需要飞行一光年的距离。
2.探测器的科学任务航天探测每一次的发射烧的都是钱,发射火箭不是你过年时候放的串天猴,不能只为了图高兴就垂直发射。例如旅行者系列探测器,主要目的是为了探测太阳系的外围气态行星:木星、土星、天王星、海王星以及这几颗大行星的卫星。
旅行者号如果垂直黄道面发射,这几颗大行星及其卫星就无法被探测了,因此发射探测器的意义何在哪?
3.目前的科技水平难以达到现在的旅行者一号和旅行者二号已经具备了飞出太阳系的速度,也就是超过了当前所在位置的第三宇宙速度。旅行者号是逆着太阳飞行,很简单的道理受力方向和运动方向相反,那么物体的运动速度就会减慢。以旅行者一号为例,已经飞行了42年依旧有很高的速度,并非是其所带燃料充足的原因。而是通过几颗大行星的引力弹弓效应给提的速,这实际上才是主要的目的。
如果垂直黄道面飞行,那么就需要不断的给旅行者号提速,就需要大量的燃料,这些燃料装在哪里?就需要把探测器做的更大和更重,这样的方式是得不偿失的。况且目前也很难达到,如果可以实现的话好多国家都可以载人登月了。载人登月的难点之一就是没有大推力运载火箭,否则前苏联也不用折腾那么多年都没登上月球。
综上所述也就是旅行者号不垂直黄道面向上或者下飞行的原因了文/科学黑洞,图片来源网络侵删。
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