離開地球多遠就無法回來了?

xiaolong281at



目前人類踏足過最遠的地方是38萬公里外的月球,阿姆斯特朗和奧爾德林是第一批踏上月球並安全返回的人類,但在他們之後NASA啟動的阿波羅13號任務卻出現了失誤,這場經歷後來還被拍成了同名電影《阿波羅13號》

阿波羅13號任務的三名機組人員是迄今為止最有可能永遠回不到地球的一批人,但他們最後成功用月球引力加速以及關閉絕大部分用電設備的方式活著回來了,後來人們把阿波羅13號稱為“最成功的失敗”


從航空航天的角度來說,只要航天器的燃料足夠且水和氧氣足夠,並且宇航員距離地球不是太遠的話就都能回到地球,目前唯一有可能發生意外就再也回不了地球的情況只有未來載人登陸火星的時候。

載人登火不比載人登月,畢竟人類前往月球只需要幾天甚至更短,而前往火星則需要大半年的時間,可以說星際飛船一旦離開地月系那麼地球方面就再也無法及時救援宇航員了,所以說以目前的技術載人登陸火星是風險很大的一項工程。

《火星救援》中的馬特.達蒙是靠著之前已經存在的火星基地和各種設備才在火星上培育出了土豆,饒是這樣也得靠地球方面的救援飛船才能成功脫困。


科幻小說中的曲率驅動飛船幾乎擁有無限的航程,可以讓內部的人類藉助時間膨脹效應在有生之年到達宇宙的任何地方,但那畢竟是科幻小說,現實中飛的最遠的旅行者系列探測器也不過飛了幾光時而已。


宇宙探索未解之迷


答:提問存在歧義,缺少其他前提條件。


飛行器離開地球再回到地球,並沒有什麼不可跨越的屏障,地球之外又不全是黑洞;所以,只要飛行器的動力足夠,就能飛回地球。



不過,以人類目前的能力,是無法飛出太陽系後再飛回來的。

比如目前飛得最遠的旅行者一號,40年飛了210多億公里,在2012年8月25日穿過了太陽圈,正式進入真正的星際空間。


目前旅行者1號的速度是17km/s,攜帶的電力幾乎用完,大部分設備都已停止工作;所以,旅行者1號是沒有動力飛回地球的,只能憑藉慣性在星際空間中飄蕩,等待著其他智慧生命發現它。



目前人類的空間推進方式,採用的是傳統化學燃料,該推進方式的效率非常低,為了使小小的飛船達到很高的速度,往往需要很大燃料質量比。比如阿波羅登月飛船,其攜帶的燃料,就佔了飛船總質量的80%以上。


所以,未來的人類在星際空間和地球間來返,必定需要全新的推進方式,比如等離子推進器,空間曲速推進器等等。




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艾伯史密斯


一個物體能不能夠離開地球,不僅僅是取決於有多遠,更關鍵的是取決於這個物體有多快的運動速度。

我們知道,地球存在引力作用,物體飛離地球就是抗拒這股引力作用向遠方運動,理論上引力的作用範圍是無限遠的。但是,距離地球越遠、引力作用越小。為什麼你往上扔一個小球,小球還會掉回到地面上?這是因為小球在向上運動的時候,引力作用會讓這個小球的速度越來越慢,某一個時刻小球向上飛行的速度會變成0,然後被引力重新拉回到地面上。

所以說,如果運動速度為0,那麼從理論上說,就是把這個物體放到宇宙的邊緣上,地球還是能夠用引力把這個物體拉回來,多遠都沒有用;但是如果運動速度很快,比如說就貼著地球飛行的那些衛星,只要沒有空氣阻力的作用,那麼這些衛星就會永遠繞著地球飛行、再也不會回到地面上。比如說下圖在地球周圍高速運動的物體,如果不考慮空氣阻力作用,這些物體永遠都不會回到地球地面上。

所以我們說的第一宇宙速度、第二宇宙速度就是來描述擁有多高的速度可以離開地球。達到第一宇宙速度的時候飛行器可以繞著地球飛行,再也不回到地面上;達到第二宇宙速度,如果不考慮除了地球之外的天體產生的引力作用,那麼這個物體就可以一直飛到天邊。第三宇宙速度則是考慮了太陽的引力作用之後,這個物體想要飛到天邊所需要的速度。

因此,為了讓衛星可以飛離地面再也不落下、甚至於可以飛離地球,再也不回來,所以我們需要用火箭把衛星加速到極高的速度,如下圖所示,火箭發射衛星的過程實際上就是巨大的火箭給衛星加速的過程。

這麼解釋你聽懂了嗎?


航小北的日常科普


飛到東方紅衛星的那個位置就差不多了,前提是你真的不想回來了,只要到了這麼高的高度,掉下來是不會掉下來的,即使沒有動力也不會脫離軌道掉下來,可以一圈一圈的飛直到被宇宙中細微的空氣阻力消磨殆盡,甚至還有可能像東方紅衛星一樣越飛越遠,大概位置是近地點430公里、遠地點2384公里,飛到那個位置不說完全脫離引力至少也可以放飛自我了,地球的引力幾乎為零,除非斥巨資捕捉追回,否則絕對不可能回的來。

如果不滿足於上面那種高度,那麼還有一種方法可以讓你徹底放飛自我,甩脫一切脫離銀河系,那就是達到第四宇宙速度,速度高達110千米/秒以上,由於科技水平有限,目前我們無法得知銀河系的具體高度只能估算,粗略估算整個銀河系的直徑大約為10萬光年,這就說明想要完全脫離銀河系則需要速度至少達到1500千米/秒才有可能在有生之年離開銀河系。

目前沒有任何一個國家的航天技術可以做到這個高度,別說目前了,就算再過幾十年幾百年也不一定能達到這種技術,脫離銀河系的束縛進入其他星系,這樣就真的沒辦法回來了,宇宙中幾億個星系, 而銀河系的半徑就達5萬光年以上,想要突破銀河系即使速度,動力都有了也需要很多年,脫離成功以後能夠活著再次回到地球更是難上加難,年齡上的限制再加上各種不確定因素如疾病,食物等問題的干擾,活著返回地球的可能性幾乎為零。


鎂客網


理論上,只要飛船有燃料,無論它離開地球有多遠,它最終都能飛回地球。地球並沒有什麼特殊的力在作用,使得遠離地球的物體無法返回。要知道,遙遠星系發出的光走了100多億年,最後還是能夠到達地球。

在人類數十年的航天活動過程中,我們目前去過最遠的地方是月球,並且去了之後可以安全返回。除了近地衛星和飛船之外,最近一次返回地球的人造物體是日本的隼鳥號探測器,它把小行星樣本帶回了地球。NASA的奧西里斯號(OSIRIS-REx)正在飛近貝努小行星,計劃在2023年帶回小行星的樣本。

除此之外,雖熱人類向更為遠離地球的地方發射了大量的無人探測器,但出於成本考慮,這些探測器都是一去不復返的。例如,好奇號火星漫遊車會一直在火星上工作直至報廢,兩艘旅行者號飛船朝著星際空間飛行不再返回。再過十幾年,NASA將計劃實施載人登陸火星任務,到時將會把人送上火星,並使他們安全返回地球。

此外,如果從宇宙尺度來考慮這個問題,將會有不同的答案。因為宇宙空間正在膨脹,使得距離地球大於140億光年的天體都以超光速遠離地球,這意味著在那之外的任何物體,就算是光,也無法傳播到地球上。


火星一號


理論上來說,只要飛行器攜帶了足夠的燃料,那麼最終它都是能夠飛回地球的,但是考慮到現有的技術,人類估計最遠也就能夠飛到月球上然後返回,更遠的地方去了應該就沒有那麼容易回得來了。

人類去過的最遠的地方就是距離我們38萬公里的月球,去了月球之後人類還可以安全返回,這是50年前的事情了,最近美國有計劃登陸火星,具體的時間點在2030年,不過照目前的情況看來,想要實現這一目標,顯然不是易事,也不知道美國到底能不能給我們帶來驚喜。截止目前為止,飛行距離最遠的人造物體是42年前發射升空的旅行者一號探測器。

到目前為止,旅行者一號跟地球的距離已經超過了200億公里,現在它的飛行速度達到了每秒17公里左右。除了旅行者一號之外,最近日本發射了一個隼鳥號探測器,它飛往一個小行星之後成功登陸,在採集樣本之後,又重新回到地球。另外,NASA最近發射的奧西里斯號探測器正在飛往一顆名為貝努的小行星,並且計劃在2023年帶著小行星的樣本返回地球。

嚴格來說,離開地球之後,是沒有什麼神秘的力量能夠阻止你不能回到地球的,只要你有足夠的燃料可以回到地球,那麼你就可以回來。想要離開地球的話,速度是關鍵,我們知道,地球對其表面的物體存在著強大的引力作用,這個作用使得物體想要逃離地球變得沒有那麼簡單。你朝天上扔一個小球,小球最終還是會掉到地面上來,這是因為在小球上升的過程中,受到地球的引力作用,小球的速度會越來越小,最終速度變成零,然後自由落體回到地面。



如果物體的速度達到第一宇宙速度,那麼它就可以一直圍繞地球做圓周運動,永遠也不會掉下來,這個速度為7.9千米每秒;而當物體的速度達到第二宇宙速度,它就可以不圍繞地球運行,而是圍繞太陽運行,這個速度是11.2千米每秒;而速度進一步加大到16.7千米每秒的時候,物體就可以脫離太陽系的束縛,直接飛往更廣闊的宇宙空間。所以說,如果想要離開地球之後再也不回來,那麼速度達到第一宇宙速度就可以了,物體可以一直圍繞地球運行,永遠也不會掉下來,而這個距離僅僅離地表只有幾百公里。


鏡像科普



這個問題有些不清楚,沒有設定條件。是指現在的技術呢還是將來的技術呢?是載人飛行呢還是無人探測呢?不同的條件有不同的答案。

目前人類載人飛行離開地球最遠的就是到過月球,而且只有一個國家到過,其他國家目前都還沒有這個能力在地外天體上落過腳。而無人探測器已經探測了太陽系所有的星球,最遠的旅行者1號已經飛出了200多億公里,目前還能接受到它的信息,如果一定召喚它回來的話,難度肯定很大了,因為它的能源已經快耗盡了,很難在實行變軌定向了。而且這個飛行器本來就不是計劃要回來的,而是飛出太陽系,向深空送去人類的問候和座標。



我想憑著NASA當前的航天技術,要發射一顆無人探測器從太陽系最遠行星海王星軌道召回,大概是有可能的。

現在新地平線號探測器已經完成冥王星探測任務,已到達柯依伯帶,啟動探測小行星新增加的任務。如果回收此類探測器是有這個能力的,但付出的代價和回收技術難度會較大,到了地球軌道,需要派出一架航天飛機去把他它回來。所以沒有價值和必要。


載人航天近十幾年最宏偉的計劃就是載人登陸火星計劃了,NASA已經宣佈了在2033年左右實施這個計劃。

最近的計劃是在2020年載人重返月球,在月球背面登陸,並在月球軌道載人航行一年以上,還要再月球建立星空之門。這些計劃最大的目的就是為載人登陸火星做準備,實際上是利用十幾年的時間,為登陸火星進行實戰演練。這個計劃已經得到了美國總統特朗普的批准並命令執行。

人類的載人航天還有一個“百年星艦”計劃,這個計劃2010年由美國NASA提出,這個計劃2012年得到美國時任總統比爾·克林頓的支持,並得到了DARPA(美國國防部高級研究計劃局)的資助。

這項計劃於2012年9月13日在美國休斯頓啟動。“百年星艦”計劃旨在未來100年內,開發出成熟的長距離載人宇宙飛船,載人飛往太陽系外的星際空間,進行恆星際遠航。

這項計劃的具體內容是建造一艘數萬噸級的宇宙飛船,用核聚變能源驅動,能以12%光速飛行,載人飛往太陽系以外,飛到最近的恆星半人馬座的比鄰星有4.22光年,需要50年左右的時間。

也就是說一個人如果20歲登船的話,到達這個最近的目的地也已經70歲了,所以對每個宇航員來說這是一張有去無回的單程船票,這些為人類太空探索事業首批遠航者將永遠的留在太空,幸運的話會成為人類第一批太陽系外移民。

事實上,火星計劃也是該項目的一個環節。NASA埃莫斯研究中心主任西蒙·沃登說,美國預計2030年左右將把4名志願者送上火星,成為首批地外居民。

沃登表示,招募志願者的前期工作,早在2010年時就已經展開。1992年進入太空的第一位黑人女宇航員梅·傑米森,有幸被挑選為“百年星艦”計劃的首任機長,她已經50多歲,有志為人類星際探索活動獻身。



但“百年星艦”計劃是一個長期而艱鉅的任務,有很多意想不到的難題要解決,投資也十分巨大,很可能需要全世界力量的參與。

不管怎樣這項計劃已經啟動,而且一環扣一環的進入實施中,時空通訊認為,人類過去克服了種種困難走向了太空,今後也一定能夠征服更深遠的太空。

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時空通訊


如果不考慮經濟因素,能跑多遠再回來,是由多種科技水平決定的。

首先是航天技術。<strong>

如果航天技術不發達,即使就在地球邊上,也回不來。現在說到人造衛星,可能大家都不覺得是很高級的技術了,因為天上有那麼多衛星在飛呢。但是,這些衛星當中,包括離地面幾百公里的、幾乎就是在大氣層邊緣飛的衛星,有幾個能完好的飛回地球呢?

能飛上天再收回來的衛星叫做返回式衛星,現在世界上掌握了這種技術的國家屈指可數,具體哪幾個大家可以猜猜看。

↓我國的實踐十號返回式科學實驗衛星,圖自中國青年網↓

如果要想更進一步,比方說把人送到月球,然後再回來,那就需要大推力的火箭。

月球是有自己的引力的,所以宇航員在月球蹦蹦跳跳也不會飛到太空裡去,而是會被月球引力拉回來,但是這樣一來,登月的宇航員要想擺脫月球引力,回地球老家,那就得弄個帶動力的返回艙,所以從地球上發射的時候,返回艙的重量也得算進去,這就比單獨運三個人外加一面旗子要重多了。

為此美國人開發了土星五號火箭,這火箭有多大呢?有位老師最近剛參觀了肯尼迪航天中心,用了三張照片才拍全這個火箭。火箭高達110.6米,直徑10.1米,地月轉移軌道運載能力48.6噸。有了這樣強大的運載能力,才有了數次阿波羅載人登月。

↓美國土星五號的13次發射,圖自wiki↓

其次是生物科學技術。

即使我們有了非常強大的運載能力,可以一直飛向宇宙深處,這時候船員的壽命就成為了一個問題。如果飛個五十年再掉頭回地球,那麼飛船可能還是那艘飛船,但是人已經不是同一批人了。

所以科幻小說裡面一般都會給星際旅行配備人體休眠技術,用低溫或者別的方法讓船員保持休眠,等到了目的地再甦醒過來。

最後是天文觀測技術。

當我們在地球附近晃悠的時候,覺得恆星可能位置都不怎麼變化,但是如果我們遠離太陽系,恆星看起來就是一個不同角度了,所以對恆星位置和運動的的精確測定會變得很重要,不然沒有了準確的地(星)圖,我們就會迷失回家的路。

↓當我們飛向宇宙深處,這種二維、靜止的星圖就不好用了,圖自wiki↓

在一些故事裡面也有想去哪就去哪的開掛技術,不管是叫空間摺疊,還是叫傳送裝置,其實都跟機器貓的任意門差不多。這種開掛技術就不用考慮航天、生物和天文了,只要想象力夠好腦洞夠大,就能眨眼功夫從宇宙一頭到另一頭(如果宇宙有這種頭的話),吃個銅鑼燒,再回家。


喬小海


要是就是人在當代離開地球的話,人類拼盡所有,最多走到火星外軌道就可能回不來了。讓你回不來的原因只有一個--質量!

在星球航行,空氣得有保證,其次是食物,最後是動力。要擺脫星球的萬有引力,單單加速這一項就需要耗費大量燃料,更別提近軌道之後的減速,減速所耗費的燃料是要多於加速的,還有繞開隕石,機器內部所需電能。這就大大加重了航天器的質量,要知道,在宇宙航行中,多幾克的重量都可能把你送入地獄的深淵。

在燃料所佔用的質量之下,還有你生存所需要的食物,空氣。這兩者的質量也不可小覷,主要是現代科技的限制,使得速度不可能達到很高,航行很慢造成你去來所花時間極其漫長。想想人類現在最遠的無人航天器--旅行者一號。花費了將盡30年才到達日鞘,也就是太陽邊緣。它僅僅只只是攜帶了幾張唱片,幾幅圖片。

回到火星這裡,火星離地球大約55757930千米,這是由哈勃望遠鏡測出來的,目前世界上最快的航天器是美國2006年發射的“新視野”號星際探測器,它的最大速度可達到39km/s,也就是140400km/小時,算起來,如果按照這個速度航行,你的單程所花時間是16天半,不長是嗎?但人體承受不了啊,要知道39km/s可是超過了第三宇宙速度的,人類承受不了這樣的加速度。人體能承受的最大加速度是46.2a,這個加速度在飛出地球之後,航天器的速度最多也只是勉強接近第二宇宙速度,也就是11.2km/s,按照這個速度航行,假設你旅途一切順利,不會遇上隕石,不會受到任何影響,單程57天,返程57天,114天,3個半多月,這你需要多少氧氣?多少食物?再加上航天器重量,燃料重量,這得需要多大質量去承載?!

縱觀人類歷史上離開地球最遠的載人航天器,最遠的也不過是去到過月球。之前有由俄羅斯,美國,日本等國聯合組織的“人類探索火星計劃”,將於2030左右開始將載人航天器發送到火星,這還不是從地球直接發出的,是從國際空間站發出的。這三個國家的航空實力應該算是人類頂尖的吧?但拼盡所有也只能做到這裡。說到這裡不禁多少有些感慨--宇宙母親啊,你大得讓你的孩子拼盡一切都不能見你一面啊。


知識界的左右君


純理論上額分析,只要有足夠的燃料,無論距離地球有多遠,都可以回到地球!所以,問題本身並不是太嚴謹,有很多可能性。

比如說,對於環繞地球運行的國際空間站來說,如果一個人從上面跳出來,他也會隨著空間站一起圍繞著地球運轉,在理想條件下(沒有空氣介質造成的微弱阻力)他會一直圍繞著地球旋轉,再也無法回到地球!

而我們所說的第二宇宙起速度11.2千米/秒,指的是達到這個速度,即使在沒有任何外力作用下也可以離開地球,再也回不來了!

而且理論上,擁有這個速度後即使在地面上離開地球也回不來了!

所以,並不一定離開地球很遠就一定回不來,離開地球很近就一定能回來,這與速度本身有很大的關係!在理想情況下(只考慮地球引力),如果速度為零無論距離地球多遠,都會被地球的引力拽回來,因為引力的作用範圍是無限的!

這也是為什麼在發射火箭時都會把火箭的速度提升到很高,到達第一第二宇宙速度,因為速度達到一定高度就可以擺脫地球引力束縛,不會再掉落到地球上。而理論上即使火箭以1米/秒的速度上升,只要一直提供足夠的動力支持,火箭也可以離開地球!

不同的是,前者達到一定速度後不再需要動力支持,也不會再落到地球上。而後者需要不斷的強大動力支持,不然一旦沒有了動力,隨時會被地球的引力拉回地球,即使距離地球再遠也是如此!


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