旅行者一號靠什麼動力飛出太陽系?爲什麼永遠飛不回來了?

宇宙彈弓,就是依靠行星的引力進行加速,就是高速進入靠近行星的軌道,然後以更高的速度甩出,獲得加速,相對的行星獲得減速,但因為行星很大,減掉的速度十分微弱,可以忽略不計。

另外軌道可以精確計算好,從一連串的行星獲得加速,俗稱星際高速公路。

旅行者一號靠什麼動力飛出太陽系?為什麼永遠飛不回來了?

最初靠火箭提供動力,然後飛臨太陽系的其它行星時,調整到特定軌道,巧妙的變軌,利用行星的引力彈弓效應給飛行器加速。如果軌道安排的好的話,可以利用好幾次引力彈弓,把飛行器的速度加到每秒幾十公里,旅行者一號靠引力彈弓獲得的動能比火箭要多。幾次引力彈弓之後,這個飛行器基本上就按照牛頓第一運動定律,在一個方向上永遠直線飛行下去。

旅行者一號靠什麼動力飛出太陽系?為什麼永遠飛不回來了?

一個飛船隻要其飛行的速度超過所謂第三宇宙速度,就能飛出太陽系。第三宇宙速度是根據飛船繞太陽的離心力和與太陽的引力計算出來的。

第三宇宙速度速度為16.7公里/秒。而旅行者一號現在的速度據說已經達到17.043公里/秒,超過了第三宇宙速度。

旅行者一號靠什麼動力飛出太陽系?為什麼永遠飛不回來了?

旅行者一號可以並且已經脫離了太陽的束縛飛出太陽系。旅行者一號達到第三宇宙速度所需的動力主要來自於發射時的火箭發動機和地球運動的慣性力。飛船離開發射火箭以後,自身仍然帶有一部分燃料用於增速和變軌。

旅行者一號靠什麼動力飛出太陽系?為什麼永遠飛不回來了?

溫差發電機作為動力來源。這些發電機已經大大超出了起先的設計壽命,一般認為它們在大約2020年之前,它們仍然可提供足夠的電力令太空船能夠繼續與地球聯繫。至於“旅行者1號”上的電池,科學家說,探測器上攜帶兩枚核電池,能夠保證它繼續飛行至2025年。一旦電池耗盡,“旅行者1號”將繼續向銀河系中心前進,再也回不來了。

旅行者一號靠什麼動力飛出太陽系?為什麼永遠飛不回來了?

旅行者號的設計正好抓住了太陽系行星176年一遇的幾何排列,所以只要少量的燃料進行航道修正,其餘的時間大多數借助行星的引力進行加速,並利用慣性持續飛行,節省了大部分燃料。其主要的動力來源是三塊放射性同位素溫差發電機,靠著太陽能發電,但是當飛離較遠的時候陽光較弱,核能電池起作用,但是科學家預估,旅行者1號將在2025年徹底耗光電能,帶著地球的信息,靠著慣性飛向下一個恆星系,永遠都回不了家了。

旅行者一號靠什麼動力飛出太陽系?為什麼永遠飛不回來了?

旅行者一號,是人類有史以來飛行最遠的人造飛行器,同時也是第一個離開太陽系的人造飛行器。它之所以能夠得以逃離太陽系,最主要的是受惠於幾次引力加速。引力加速(即重力助推),是利用行星或者其他天體的相對運動和引力改變人造飛行器的軌道和速度,可以節省燃料、時間,並且可以加速人造飛行器。旅行者一號便是由此,突破了相對於太陽而言的第三宇宙速度,擺脫了太陽的引力束縛。


分享到:


相關文章: