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NASA旅行者相对太阳速度34.6KM/S,地球只有17KM/S,为何差那么大

 星辰大海种花家 2019-08-25

在NASA网站上有一个实时查看旅行者1号相对于太阳和地球的速度差异,而两者差异还不是一般大,请看下图

从这个数据中我们可以清楚的看到,旅行者1号与两者的相对速度:

1、与太阳的相对速度为:17.0千米/秒

2、与地球的相对速度为:34.6千米/秒

其实我们从这个数据中可以分析出当前旅行者1号和地球的相对位置!因为旅行者1号从地球前往太阳系边缘的过程中会经历几个阶段,非常有趣,我们来简单做个分析!

一、太阳系在地球轨道上的逃逸速度和从地球上逃逸太阳系的速度

逃逸速度理解起来并不难,即彻底摆脱天体引力的最低速度,我们可以通过如下方式计算出地球的逃逸速度是多少?

从地球逃逸需要11.2千米/秒的速度,但按这个公式我们将计算出在地球轨道上太阳系的逃逸速度为42.1千米左右!那么从地球上直接逃逸难道需要42.1千米/秒的速度,其实完全不会,因为地球公转本身即已经有29.8千米/秒的速度,因此在在地球上只需再来一个(42.1-29.8)=12.3千米/秒的速度即可!但同时它需要从地球逃离,因此从地球上逃离太阳系需要:

二、探测器与太阳以及地球的相对速度的变化

1、与太阳相对速度远高于与地球的相对速度

从上文可以了解,探测器在地球轨道上开始出发时,它相对太阳的速度为:

29.8+16.7=46.5千米/秒

但它相对地球的速度仍然为第三宇宙速度:

16.7千米/秒

这是因为探测器需要获得地球公速度的助力,因此在这时,它的速度相对太阳很高,但相对地球却不高!

2、探测器相对于地球速度远高于相对于太阳速度

当探测器距离距离地球越来越远,但地球仍然会在环绕太阳轨道上绕圈圈,因此与探测器相对位置将发生变化,从尾追探测器会变成远离探测器,那么此时与地球的相对速度将会发生变化!

  1. 当旅行者探测器与地球以及太阳大致构成一个直角三角形时,因为地球公转产生速度是垂直分量,公转速度加成并不明显,此时它和太阳与旅行者之间的速度大致一致

  2. 当地球公转越过直角成为锐角时,那么地球公转速度将会以比较高的比例叠加在探测器与地球的相对速度上,此时与地球的相对速度就会远高于和太阳的相对速度!

3、NASA网站上公布的相对速度时,旅行者和地球之间的相对位置推测

随意这看起来并没有毛病,假如等地球在公转轨道上转过半圈时,这个速度还不够地球公转速度抵消呢,甚至可能变成负速度,因为地球在接近旅行者一号!

但旅行者1号与黄道面已经有了一定的夹角,这个相对速度变化不会那么大,但仍然有可能,各位感兴趣的朋友可以计算一下哦!

旅行者1号与黄道面的角度变化示意图。

三、旅行者未来的方向是哪里?

其实旅行者在发射时并没有明确的目标,即它并不是朝着某颗恒星出发的,但它大致朝着蛇夫座AC+79 3888恒星方向前进,预计会在4万年后在1.6光年处通过这颗恒星附近,不过比较好玩的是这颗恒星正以119千米/秒的速度靠近太阳系,这个速度远高于旅行者1号的17千米/秒,有点搞不清楚到底是旅行者去看它还是它来迎接旅行者哈!

旅行者1号当前距离太阳和地球各项参数:

两位旅行者的参数,前者是旅行者1号,后者是旅行者2号,与太阳的距离一直都在增加,未来不会再回到地球,除非人类发明速度更高的的航天器,将它请回来,比如来一次航天考古!

再见,旅行者!

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