vv我心飞翔vv

说到底还是成本决定的，如果能有足够的燃料使飞行器直接达到第三宇宙速度而且也没有去各大行星串门的任务的话，确实有一个比较简短的飞出太阳系的曲线，但是，长距离飞行如果以彻底脱离太阳引力为终点依旧保持一定速度来计算，要么需要一开始就要达到比第三宇宙速度更高的速度，要么就要持续不断的消耗燃料提供动力，而这两种方式都需要消耗大量的燃料，而把燃料运输到太空本身也需要大量的燃料，这就导致燃料成为飞出太阳系的瓶颈，要么不再使用化学能燃料换一种可以持续提供动能的低消耗燃料，要么就老老实实利用大质量天体做弹弓效应，二者只能选一个，目前人类大多选择第二种，第一种目前叫离子加速器，因为其加速度值不高，只能靠时间来将速度缓慢提高。

一名普通老百姓

太阳系行星的轨道确实相对比较扁平，但「垂直飞出」会消耗更多的能量。而且如果你以奥尔特云作为太阳系的边缘的话，那太阳系也不是那么扁平。

我们现在试图飞出太阳系的航天器，例如旅行者系列、先驱者系列的飞行器，都是在行星轨道的这个大平面上飞行的。这并不是思维僵化，而是可以利用「引力弹弓」效应，加速飞船。使用更少的燃料，达到更高的速度。

引力弹弓效应可以用一个直观的方式理解：你迎面向一辆飞驰而来的汽车扔一个网球，网球会被反弹回来。这时网球的速度是原先的速率加上汽车的速度。你没有消耗更多的能量，但网球的速度却大大增加了。

航天器利用引力弹弓效应时，当然不会直接撞到行星上，而是进入它的引力场，绕过半圈，以双曲线的方式飞行。在飞离行星的时候，自己就获得了更多的速度。

航天器常常利用火星、木星的引力来加速，可以靠很少的燃料就加速到足以脱离太阳引力的速度。

而如果垂直着飞出去，不光路上没有可供加速的引力弹弓，而且也没有什么有意思的东西，一路几乎都是真空。

章彦博

太阳系并不是扁平的，只是人们为了直观理解太阳系内各个行星的分布状态，而将太阳系描述为扁平的，严格来讲，太阳系是一个球状。

太阳系内各个行星的确是近似在一个大平面上，这个平面也被称为黄道面，有人会疑问为什么旅行者一号为什么要沿着黄道面运行，而不是垂直向上飞。事实上这里面是有很多种原因的，但是这么飞行绝对没有影响飞行器飞出太阳系，反而还会加速其往外飞行。

原因之一在于不论旅行者一号、二号亦或是其它的太空探测器也好，它们都有一个共同的目的就是探测太阳系内的行星，在飞出太阳系之前这是它们每一个飞行器都需要完成的任务，所以如果是垂直黄道面飞行的话，又如何能够探测太阳系内的行星呢？原因之二在于空间探测器携带的燃料是有限的，所以为了节省燃料，所有的往太阳系外飞行的飞行器都需要依靠“引力弹弓效应”来加速，这就意味着飞行器必须要经过行星周围，围绕着行星转几圈，速度加上去了之后再飞往下一个行星。

还有一个原因就是地球在黄道面上自带角动量，地球的赤道面和太阳的黄道面之间的夹角约为20°，所以在黄道面上的角动量分量是要大于垂直方向上的角动量分量的，所以向着黄道面上发射，探测器还能多借到一部分地球自转带来的角动量惯性。这样也是更利于探测器的飞行。

飞行器想要飞出太阳系需要摆脱太阳的引力，按物质分布的密度来看，太阳系的确是可以看做一个扁平的平面，但是太阳的引力分布却不是只在扁平方向，引力的分布是球状的。广义的太阳系半径有1光年，以太阳为中心，最外围包围着一层布满小行星的星云带，称为奥尔特星云。

就拿旅行者一号来说，它的终极目的地是远在4光年外的半人马座三星系统，将太阳和三星系统两点连线，这个线不一定在黄道面内。这样说来其实走的路更长了，但是为了充分利用行星的引力弹弓效应，探测器必须沿着黄道面发射，否则的话，光依靠探测器自带的燃料，是不足以飞出太阳系的。

镜像科普

我们看到太阳系中各大行星的运行轨道基本上是在一个平面上的。那人类为什么不从垂直于太阳系平面的方向发射飞行器飞出太阳系呢？这样岂不是更容易飞出太阳系呢？以前我也有这样的疑问，后来才明白为什么了，一起来和大家分享一下。

图示：太阳的行星基本上在一个平面上

人类发射太空探测器的目的

人类为什么要发射太空探测器呢？很显然人类发射探测器的目的就是为了探索太阳系中各个行星的，而并不是为了直接飞出太阳系。因此太空探测器的飞行路线就得沿着行星轨道所在的平面飞行。

旅行者一号和旅行者二号探测器是分别是在1977年8月20日和9月5日发射升空。它们已经在宇宙中飞行了42年的时间，其中旅行者1号已经飞离地球超过了211亿公里，是目前飞离地球最远的空间探测器。

图示：目前离开地球最远的探测器旅行者一号

为什么它们会选在1977年的时候发射升空呢？这可不是一件偶然的事情。这是因为在1977年的时候，太阳系的主要各个行星运行到了一个奇妙的位置上。这样如果在此时发射太空探测器可以用较少的燃料一次拜访所有的行星。这对于人类探索太阳系来讲是一个千载难逢的好机会。如果错过了这次探索机会，人类还要再等上两百多年，才能再次遇到这样的机会。

于是，旅行者一号和旅行者二号就在1977年发射升空了。

图示：旅行者号空间探测器的飞行路线示意图

空间探测器需要借助行星引力加速

空间探测器除了探索任务的要求需要沿着行星轨道面飞行外，还有一个原因就是探测器需要借助行星的引力进行加速。这是目前人类实现空间探测器加速经常使用的办法。科学家把它形象的称为“引力弹弓效应”。弹弓，朋友们是不是都见过，也玩儿过？弹弓可以把小石子弹射到很远的地方去。利用行星的引力也可以实现弹弓这样的弹射效果，给太空探测器加速的。

旅行者号探测器就是在飞行过程中一边利用各大行星的引力进行加速，一边对其进行考察，可以说是一举两得。

图示：探测器利用行星引力弹弓效应加速

太阳系不是扁平的

最后再来了解一下太阳系。太阳系其实不是扁平的。没错，太阳系中的各大行星基本上是在一个平面上。在太阳的最外层是奥尔特云。奥尔特云是包围着太阳的一个巨大的球体云团，最大半径范围可达一光年。而最外侧行星海王星到太阳的距离大约是45亿公里，这个距离只占了太阳系整个半径的十万分之五。

图示：太阳系全景图，最外层是奥尔特云

因此，从太阳系以外很远的地方来看太阳系的话，太阳系不是一个扁平的，而是一个球体。所以即便是空间飞行器垂直于行星轨道平面的方向飞出太阳系更是徒劳的。因为缺少行星的引力弹弓效应的加速，仅靠人类研制的那点燃料就让飞行器摆脱太阳的引力，飞出太阳系是不可能的事情。

现在朋友们明白人类为什么不垂直于行星轨道平面发射空间探测器了吧？

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兔斯基聊科学

纠正一下错误认知，太阳系并不是扁平的，而是近似于球体。大家之所以感觉太阳系是扁平的，那是因为八大行星差不多都在同一个平面上，这源于太阳系的起源 。

至于为什么不垂直发射，主要出于两点：技术原因和目的性。

太阳系的边界在哪儿？

不在柯伊伯带，不是日球层，而是以奥尔特云为边界。太阳系的半径大约一光年。我们发射的探测器要想彻底摆脱太阳引力的束缚，则至少需要距离太阳两光年。

以人类目前的科技水平，连太阳系都飞不出，目前的旅行者号探测器也只是跨过了日球层，仅这一旅程就花费了40多年。以第三宇宙速度（16.7千米每秒）计算，人类要想飞出太阳系，大约需要花费1.8万年的时间。

这里介绍一下黄道面的概念，地球绕太阳公转一周的轨道平面被称之为黄道面。

人类为什么垂直于黄道面发射飞行器飞出太阳系？

那是因为人类的飞行器太弱了，那样会需要消耗更多的能源，需要更快的速度才能飞出太阳系，目前人类的化学燃料火箭也没有那么大的推力可以产生这么快的加速度。

如果沿着八大行星的轨道平面飞行，利用行星的引力弹弓效应为飞行器加速，就可以较轻松的达到第三宇宙速度。美国发射的旅行者号探测器就曾利用木星进行加速。

还有很重要一点，就是人类发射飞行器的目的是什么？

由于飞行器的造价都很高，单纯的飞出太阳系并没有什么作用，人类发射飞行器的最主要目的还是为了探测太阳系。如果垂直于行星轨道面，整个旅途就失去了意义。

什么是引力弹弓效应？

简而言之就是利用行星的引力和公转速度为探测器进行变轨加速。引力既可以为探测器加速，也可以为探测器减速。

就以地球为例，地球本身存在自转，我们顺着地球自转方向发射火箭与逆着地球自转方向发射火箭，两者消耗的燃料以及所需要的速度都是不同的。引力弹弓效应虽然与之不同，但差不多就是这个意思。

在太阳系内的航行中，科学家们最喜欢利用木星的进行变轨加速。使飞行器切入木星轨道，由于木星的公转速度非常快（大约13千米每秒），引力也比较大，飞行器在木星引力的拖拽下产生加速效应，飞行器与木星擦肩而过，利用木星的引力将飞行器抛射出去，故称之为引力弹弓效应。

（此图为旅行者2号探测器的飞行轨迹，从图中可以看到，它共利用了4颗行星进行了加速）

这种方法也有很大的局限性，由于存在公转，行星并不是总在你所需要的位置上，有时候要等好几年才能利用一次。而且这种方法也只是人类在现有技术情况下才使用的，非常浪费时间。

科学探索菌

太阳系经过德国科学家开普勒研究与发现的确是扁平的。人类为什么不从垂直于太阳系平面发射飞行器呢？可以这样地说，人类研究的飞行器永远飞不出太阳系。就目前NASA发射的旅行者与先驱者4颗飞行器也仅仅只是飞在去太阳系的旅途中。例如41年前发射的旅行者1号用了这些年的时间，只飞了0.0022光年；飞出太阳系（奥尔特云为边界）还需要2万年的时间，预计7.3万年后会经过半人马座三星，然后朝着银河系中心飞去。

飞行器的发射目的是聪明的人类研究浩渺无边无际的宇宙的奥秘的先驱者，只是研究为了研究外星来客之谜；一万年太久，何况几万年后地球上的人类是否还能不能发射飞行器还是一个未知数。

地球在太阳系中简直微不足道，人类今天研究的水平与垂直仅仅只是人们的一种意淫；无论从哪个角度上看它，可以说不存在水平与垂直的说法。反正从地球上出发，首先脱离地球引力的束缚，到太空中漫不经心的肆无忌惮遨游；就像孙悟空永远都跳不过如来佛的手掌心一样。

人类目前科技手段是利用太阳的光能让飞行器运行，一旦飞出太阳系，没有光能补充，怎么让飞行器再继续飞呢？再者飞行器又用什么形式与地球上的人类通信呢？谁又能够保证飞行器在猴年马月的若干年中途里无病无灾呢？

简单地说，人类好高骛远是一种体现自己价值的手段。连自己生活的地球都没有完全搞明白哟。最简单的地震、海啸等。谁又能说明“地球人类讲究从哪里来?”；“人类语言从哪里来?”；“人类的智慧从哪里来?”。

太阳系 →太阳和所有受到太阳的引力约束天体的集合体。包括围绕太阳运行的八大行星。下图所示

在主要的八大行星绕太阳运行时，被太阳的强光F持在它们的轨道上地心引力。他们是太阳的主要成员系统卫星围绕其中的7个运行，在那里总共有60多个卫星。 太阳家族也包括数以千计的小慧星，彗星和流星体 。

科学家开普勒与运动行星 ，开普勒（Johannes Kepler，1571-1630）是德国人 研究…运动的天文学家 火星。 他第一次发现 行星沿着椭圆轨道运行 而不是圆形的。 他还发现了其他 关于它们如何移动的规则 当它绕着它的 椭圆轨道，行星的 离太阳的距离各不相同。 开普勒发现了行星的运动 当它是的时候更快 离太阳越近。 他 还解释了如何 远离地球的行星 太阳需要更长时间 以完成其 轨道比那些 更接近行星的轨道 。

行星绕太阳运行所需的时间 离太阳平均距离 到最近地球日/年。（百万公里） 水星网络 5888天 、金星108225天

150365天 、火星 687天 2287782年、土星 1427年 30年 、天王星 84岁2860165岁 、海王星 4500 、冥王星 4435（最近），7372（最远）248岁 。

小行星和流星体太阳越近，成千上万的岩石碎片绕太阳运行，主要在一条带子上在火星和木星之间。 这些是小行星，有时被称为小行星岩石块之间车道太小，甚至不能算作小行星。 它们的范围从大石头变成尘土般的碎片。这些是叫做流星体。 即使是最小的它们自己绕太阳运行的轨道太阳最遥远的成员系统是彗星。 数以百万计的人蜂拥而至在球状云中2000到20000次比地球离太阳更远。听到这里远方的彗星太暗淡了见过。 我们只看到少数几颗彗星接近地球。

太阳是我们自己的恒星——一颗巨大的恒星 一团炽热的气体。 就像星星一样 我们在夜空中看到，但离我们更近

在星星中，我们的太阳是中等大小的 没什么不寻常的。 但是对于 地球上的动植物太阳非常 特殊的植物利用阳光的能量 生长th 这个过程叫做光合作用 太阳的温暖造就了我们的星球 各种生物的好家 。

太阳大部分是由氢组成的 像所有的恒星一样，它在 它的中心。 在这个过程中，氢会发生变化 到氦-用来填充派对的气体 气球。 当氢气变成 氦太阳的重量越来越轻 每年损失400万吨 第二。 太阳不会 氢燃料用完 尽管它已经 闪耀五千里 百万年了 会持续到 约5.000 再多一百万 。

以上为个人观点，仅供头条上的阅读者们娱乐娱乐。知足常乐于2019.8.16日

知足常乐0724

人类只是为了更直观的探究太阳系天体而把太阳系模型做成了一个星盘状，在现在的太阳系模型以及科普图中，太阳系就像是一圈一圈的波纹一样呈现扁平状，但这个模型应该在最外围加上一个包裹太阳系的奥尔特云。

上图才是太阳系真正的范围，我们的旅行者一号现在只是飞出了太阳的日球层，而太阳系真正半径达到了一光年，以旅行者一号17km/s的速度还得飞几万年。

换言之，人类发射探测器的最初目的是尽可能的探测太阳系的行星，并且借助大行星的引力弹弓效应进行加速从而达到太阳系的逃逸速度，如果不计成本的垂直向上飞，首先就无法利用大行星的引力弹弓效应加速，这样一来就需要探测器自带能源，不仅费时费力而且耗资巨大。

太阳系是个球状，我们差不多处于球的最中心，平着飞在探测各大行星的同时还可以免费加速，竖着飞不但看不到各大行星，而且还要自带能源。

宇宙探索未解之迷

太阳系的范围其实不是扁的，而是一个球体，所以探测器无论朝着哪个方向飞出太阳系，所要的飞行距离都是没有任何区别的。

由于各大行星环绕太阳公转的轨道平面夹角很小，行星看起来就像是在同一个平面上绕行太阳，所以太阳系经常会被误认为是扁平的。但太阳的引力作用不只是在各大行星的轨道平面上，而是会作用于以太阳为中心的球形区域，各个方向都是均匀的。万有引力定律表明，引力的大小只取决于质量和距离，与方向无关。因此，从垂直于行星公转轨道平面的方向飞出太阳系并不会缩短距离。

至于各大行星的公转轨道平面几乎共面的原因，这与太阳系的形成过程有关。最初的太阳系是一团星云，后来中心发生引力坍缩，使得星云逐渐扁平化，最终在原行星盘上形成了行星。

按照希尔球的范围来计算，在距离太阳1至3光年的范围内，其中的天体运动均是受到太阳引力的控制，这个球形范围就是广义的太阳系。正因如此，球壳状的奥尔特云包围着整个太阳系，那里分布着大量早期太阳系天体。

事实上，如果从垂直于行星公转轨道平面的方向飞出太阳系，探测器需要大量的能量，人类或许很难做到。地球绕太阳公转，轨道速度每秒可达30公里。如果沿着地球轨道平面发射探测器，就能利用地球的轨道速度，从而大大降低飞出太阳系所需的能量。

通过理论计算可知，从地球轨道飞出太阳系的逃逸速度为42公里/秒，但利用地球轨道速度之后，逃逸速度将会降为16.7公里/秒（因为需要考虑到地球引力作用）。另外，沿着地球轨道平面飞行还能飞到太阳系的巨行星附近，可以对它们进行探测，并顺便利用它们的强大引力来为探测器加速。

火星一号

你不能以你的眼光去看整个太阳系呀！因为为了大家对整个太阳系能有更直观性的感受，所以一般情况下，图片中看起来整个太阳系好像是扁平的，事实情况不是这样的。

太阳系各大行星的轨道

太阳系有八大行星，这八颗行星都围着太阳不停运转，我们称之为公转。而每颗行星公转的轨道并不是水平的，而是与平面有夹角，只不过这个夹角确实比较小。

如果我们用万有引力来想这个问题就会变得很简单，万有引力的作用是没有方向的。可以说它就是以球形范围的，不留死角的。所以只要你在太阳的球形范围内，你都在太阳系。

所以太阳系不是扁平的，而是以太阳为中心的球形范围才是太阳系。

为什么不垂直太阳系平面发射飞行器？

我们好好想想飞行器发射的基本原则是什么？那就是能省力就省力，如果我们垂直太阳系飞行就意味着飞行器需要完全抵抗太阳系的引力，且不说我们现在能否做到这一点，就算能做到也不用跟自己过不去吧。

但是如果我们就在地球上顺着地球公转轨道发射呢？要知道地球的轨道速度可达30公里每秒，借助这一速度不就能大大降低飞行器发射难度吗？

所以不垂直太阳系平面发射的原因，不是不可以而是更没必要。

科学认识论

太阳系的引力范围很大，大约有一光年，换算一下约9万4千6百亿公里。想要逃出太阳系以目前的人类科技，依靠化学能推进是不可能的。

1977年9月5日旅行者1号发射，迄今已经走了40多年，大约飞离了太阳20多亿公里，依照这个速度，大约还需18.9万年才能飞出太阳系。

如果未来能研发实现曲速引擎，那才是真正的星际旅行开始。

關鍵字: 科学 飞行器 宇宙