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旅行者一号飞行46年,早已没有了动力,为何还能摆脱太阳的引力?

来源: 太空科学站 | 时间: 2023-08-17 21:20:20 |

在上世纪的70年代,是人类探索太空的鼎盛时期,在这期间人类曾向各大行星发射无人探测器,其中最让人瞩目的便是著名的旅行者一号探测器。

1977年9月5日,旅行者一号探测器在美国佛罗里达的卡纳维拉尔角基地发射升空,自发射升空之后便在太空中孤独的飞行,如今已经飞行了长达46年,距离地球更是达到了230亿公里,也因此成为了迄今为止人类飞行最远的人造探测器,目前正向着太阳系外飞去。


(资料图)

说到这里或许很多人有所疑问,旅行者一号探测器为什么可以飞行如此之久,并且还能够摆脱太阳的引力束缚,它究竟依靠的什么动力呢?

我们都知道牛顿的万有引力,它告诉我们物体之间会相互吸引,其引力大小与它们质量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比。

也就是说物体质量越大引力就越强,反之质量越小引力就越弱。而当我们要想摆脱一个天体的引力时就必须要有一个速度,这个速度就是逃逸速度。

逃逸速度同样取决于星球的质量,星球质量大逃逸速度就高,星球质量小逃逸速度就小。比如太阳是我们太阳系中最大的天体,其逃逸速度就达到了617千米每秒。

不过在地球上就无需此速度,因为地球距离太阳较远,引力也相对较弱,所以若想在地球上使表面物体挣脱太阳的引力束缚,只需要它的初速度大于或等于16.7km/s,也就是我们第三宇宙速度。

而旅行者一号在发射时,其实所携带的燃料极其有限,这一点燃料不足以摆脱太阳的引力,事实上早在1980年旅行者一号便彻底失去了动力,但他依然能够一直飞行,其实依靠是行星引力弹弓效应加速。

所谓引力弹弓效应就是利用行星的引力来给探测器进行加速,将它甩向下一个目标。

我们知道当探测器在接近行星时,会被该行星的引力所吸引,由于行星在不停的公转,其速度达到了每小时上万公里,而探测器在离开该行星时候,将会获得该行星的公转速度,从而达到加速度作用,就相当于把行星当作“引力助推器”,像弹弓一样将它弹出去。

旅行者一号探测器便是利用了这种方式,它先后通过木星以及土星进行了引力弹弓效应加速,从而使得速度达到了每秒17千米,因此才能够摆脱了太阳的引力束缚,向着太阳系外飞去,并且在惯性下可以一直保持下去。

不过旅行者一号要想飞出太阳系还需要很长的一段时间,因为我们太阳系的半径至少有1光年左右,也就是9.46万亿公里。

这意味着以目前的速度,旅行者一号最少需要上万年的时间才能离开我们的太阳系,然后前往到其他恒星系。



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