旅行者一号明明没有燃料,为什么还可以飞那么远呢?

时间史


再再再强调一遍:运动本身不会消耗能量,改变运动的状态才需要消耗能量——这是牛顿第一定律的内容。

旅行者一号是1977年美国发射的一颗探索外太空的卫星,这颗卫星的速度一已经达到了惊人的25公里每秒【看清楚了,是“每秒”而不是“每小时”】,超过第三宇宙速度16.7公里每秒,所以现在已经飞离了太阳系,朝着宇宙深处飞去——而这是人类历史上第一次做到这一点。下图就是旅行者一号及其关键的工作时间点。

事实上,这颗卫星在升空的时候确实携带有少量的燃料,但是这些燃料仅仅是用来调整飞行方向的,并不是用来加速的,而这颗卫星极高的速度主要来源于两个方面:

1,卫星在发射过程中火箭对这颗卫星的加速。下图就是土星五号火箭通过燃料的快速燃烧而获得巨大的推力,让放在火箭头部的卫星获得极高的速度。但是整个火箭加速的过程可能只有几百秒,但是可能要烧掉几千吨的燃料+氧化剂,过了这段时间之后,卫星就要另外想别的方法来获得加速了。

2,引力弹弓。通过调整卫星在太阳系中的飞行轨道,可以巧妙地利用太阳系中的其他行星的引力来对卫星进行加速,这就是所谓的“引力弹弓”,其过程如下图所示,简单来说就是搭个顺风车、获得一点儿加速。在这个过程中,虽然卫星几乎一点儿燃料没有消耗【调整运行方向还是需要燃料的】,但是却获得了进一步的加速。

最后,旅行者一号达到很高的速度,同时由于宇宙空间中几乎没有阻力,那么旅行者一号就再也不需要任何的燃料就可以保持这个很高的速度飞行下去了,

只要没有东西阻拦,旅行者一号就可以一直运动下去,永不停息。

这样解释你明白了吗?


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旅行者一号是美国宇航局研制的一艘无人外太阳系空间探测器,任务目标主要是探测木星土星及其卫星与土星环,现已变为探测太阳风顶,以及对太阳风进行粒子测量,它是距离地球最远的人造卫星,截止到2018年11月仍在正常工作,


旅行者一号1977年发射升空,至今孤独的旅行已有四十几年,2011年2月便有迹象表明,其已抵达太阳系和星际空间的交界处,也就是说,它将很快进入星际空间,一旦进入星际空间,将需要4万年时间才能抵达下一个恒星系,科学家说,探测器上携带的核电池,能保证其继续飞行至2025年,一旦电池耗尽,就再也回不来了,

旅行者一号之所以能飞那么远,其一,发射时的动力来源主要是靠火箭发动机和地球运动的惯性力,达到第三宇宙速度后,其本身仍带有一部分燃料用于增速和变轨,还有放射性同位素温差发电机作为动力来源,主要是靠太阳能发电,阳光弱时,核能电池再起作用,再有其设计正好抓住了太阳系行星176年一遇的几何排列,并有效的借助了行星的引力进行加速,利用惯性持续飞行,从而节省了大部分燃料,




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由于在太空中是真空的,也就没有什么阻力,类似于像旅行者1号探测器这种探测器发射到太空以后,自身也就不再需要多少动力了,它们便会以恒定的速度向目标方向前进,同时他的航成立受惠于几次的引力加速,这是由于路过土星,木星是产生的弹弓效应,其携带的动力只用于变换轨道和调整飞行姿态而使用的,所以旅行者1号在飞出太阳系的过程中所消耗的能量是极低的,而且还可以使用太阳能作为补充。


而旅行者1号还携带了两枚钚电池,这能够保证它继续飞行至2025年,直到电池耗尽,就会与地面失去联系,它的任务也就结束了。


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