NASA旅行者相對太陽速度34.6KM

在NASA網站上有一個實時查看旅行者1號相對於太陽和地球的速度差異,而兩者差異還不是一般大,請看下圖

NASA旅行者相對太陽速度34.6KM/S,地球只有17KM/S,為何差異巨大

從這個數據中我們可以清楚的看到,旅行者1號與兩者的相對速度:

1、與太陽的相對速度為:17.0千米/秒

2、與地球的相對速度為:34.6千米/秒

其實我們從這個數據中可以分析出當前旅行者1號和地球的相對位置!因為旅行者1號從地球前往太陽系邊緣的過程中會經歷幾個階段,非常有趣,我們來簡單做個分析!

一、太陽系在地球軌道上的逃逸速度和從地球上逃逸太陽系的速度

逃逸速度理解起來並不難,即徹底擺脫天體引力的最低速度,我們可以通過如下方式計算出地球的逃逸速度是多少?

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從地球逃逸需要11.2千米/秒的速度,但按這個公式我們將計算出在地球軌道上太陽系的逃逸速度為42.1千米左右!那麼從地球上直接逃逸難道需要42.1千米/秒的速度,其實完全不會,因為地球公轉本身即已經有29.8千米/秒的速度,因此在在地球上只需再來一個(42.1-29.8)=12.3千米/秒的速度即可!但同時它需要從地球逃離,因此從地球上逃離太陽系需要:

NASA旅行者相對太陽速度34.6KM/S,地球只有17KM/S,為何差異巨大

二、探測器與太陽以及地球的相對速度的變化

1、與太陽相對速度遠高於與地球的相對速度

從上文可以瞭解,探測器在地球軌道上開始出發時,它相對太陽的速度為:

29.8+16.7=46.5千米/秒

但它相對地球的速度仍然為第三宇宙速度:

16.7千米/秒

這是因為探測器需要獲得地球公速度的助力,因此在這時,它的速度相對太陽很高,但相對地球卻不高!

NASA旅行者相對太陽速度34.6KM/S,地球只有17KM/S,為何差異巨大

2、探測器相對於地球速度遠高於相對於太陽速度

當探測器距離距離地球越來越遠,但地球仍然會在環繞太陽軌道上繞圈圈,因此與探測器相對位置將發生變化,從尾追探測器會變成遠離探測器,那麼此時與地球的相對速度將會發生變化!

NASA旅行者相對太陽速度34.6KM/S,地球只有17KM/S,為何差異巨大

  1. 當旅行者探測器與地球以及太陽大致構成一個直角三角形時,因為地球公轉產生速度是垂直分量,公轉速度加成並不明顯,此時它和太陽與旅行者之間的速度大致一致
  2. 當地球公轉越過直角成為銳角時,那麼地球公轉速度將會以比較高的比例疊加在探測器與地球的相對速度上,此時與地球的相對速度就會遠高於和太陽的相對速度!

3、NASA網站上公佈的相對速度時,旅行者和地球之間的相對位置推測

NASA旅行者相對太陽速度34.6KM/S,地球只有17KM/S,為何差異巨大

隨意這看起來並沒有毛病,假如等地球在公轉軌道上轉過半圈時,這個速度還不夠地球公轉速度抵消呢,甚至可能變成負速度,因為地球在接近旅行者一號!

NASA旅行者相對太陽速度34.6KM/S,地球只有17KM/S,為何差異巨大

但旅行者1號與黃道面已經有了一定的夾角,這個相對速度變化不會那麼大,但仍然有可能,各位感興趣的朋友可以計算一下哦!

NASA旅行者相對太陽速度34.6KM/S,地球只有17KM/S,為何差異巨大

旅行者1號與黃道面的角度變化示意圖。

三、旅行者未來的方向是哪裡?

其實旅行者在發射時並沒有明確的目標,即它並不是朝著某顆恆星出發的,但它大致朝著蛇夫座AC+79 3888恆星方向前進,預計會在4萬年後在1.6光年處通過這顆恆星附近,不過比較好玩的是這顆恆星正以119千米/秒的速度靠近太陽系,這個速度遠高於旅行者1號的17千米/秒,有點搞不清楚到底是旅行者去看它還是它來迎接旅行者哈!

旅行者1號當前距離太陽和地球各項參數:

NASA旅行者相對太陽速度34.6KM/S,地球只有17KM/S,為何差異巨大

兩位旅行者的參數,前者是旅行者1號,後者是旅行者2號,與太陽的距離一直都在增加,未來不會再回到地球,除非人類發明速度更高的的航天器,將它請回來,比如來一次航天考古!

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再見,旅行者!


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