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太阳系是扁平盘状为何发射的探测器不垂直往上飞?

 昵称2472300 2019-08-18

在这里有一个误区,你如果仅仅把太阳和八大行星看成是太阳系,那么在这种情况下你可以把太阳系看成是扁平状的。因为八大行星的轨道面都贴近于黄道面,这与太阳系的形成有必然的联系也是必然的结果。但是除了八大行星之外,还有大量的小行星、彗星或者太空碎片等都受太阳的引力作用,那么太阳系就不能被看作是扁平的。

首先八大行星之外还有柯伊伯带,在这里有着大量的小行星和矮行星,冥王星被开除大行星行列之后被定义为矮行星,位于柯伊伯带。科伊伯带的整体外形也接近于扁平状,本质原因还是距离太阳有点近。在更外的一圈就属于假想中的奥尔特云了,在这里存在着大量的长周期彗星,外边缘的半径大约是1光年,因此太阳系可以看成是直径2光年的一个球状系统,而并不是扁平的。

而人类发射探测器之所以不垂直于向上或者下飞,大体上有几点原因:

首先探测器探测目标是什么?

任何国家都一样发射一艘探测器消耗数亿资金,不能就为了看看“烟花”而已吧?例如上个世纪七十年代NASA发射的旅行者号姐妹,它们的主要任务就是探测木星、土星、天王星、海王星及其它们的卫星。那么垂直向上飞是探测什么?

旅行者号姐妹在探测任务结束后不受控撞击也不返回,而是向着太阳系外飞行,目前旅行者一号已经飞行42年距离我们220亿公里。

其次要想探测器要想飞出太阳系,无论怎么飞都要受到太阳引力

即使是向上飞行依然要受到太阳的引力作用,必须要超过第三宇宙速度才可以逃离太阳的束缚。那么意味着在飞行的过程中需要时刻进行加速,消耗大量的燃料。并非是燃料消耗不起,主要是带不了那么多的燃料。

而在黄道面上飞行实际上是跟加节省燃料的,只有在变轨的时候才会用到自身的燃料,大多数的时候都是在惯性运动。其次由于外层这几颗大行星的存在,探测器每次绕其运动再离开都是一次加速过程,这就是引力弹弓效应。

图:旅行者二号的速度变化

综上所述,探测器垂直上下飞是“既费力又不讨好”的飞行方式,因此任何国家都不会这样设计探测器的飞行轨道,并且也几乎是难以完成这样的轨道。

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