旅行者一号的动力来自哪里?为何飞行中不会与其他天体相撞?

太空奥秘 2024-05-24 06:10:55

旅行者一号是人类飞行最远的人造探测器,自1977年‬发射以来,已经在太空中航行了四十年多年,目前到达距离地球240亿公里的位置,此时的它正以每秒17千米的速度向太阳系外飞去。

随着时间的推移,旅行者1号将不断远离地球,驶向更遥远的星际空间。那么旅行者一号为何‬可以飞行如此之久,他的动力来自哪里?并且又是如何避免与太空中的其他天体相撞的呢?

事实上旅行者一号在发射时,所携带的燃料便极其有限,早在1980年就已消耗完燃料,也就是说现在的旅行者一号是在无动力的状态下继续飞行,并且已经摆脱的太阳的引力束缚。而旅行者之所以能够在无动力下一直飞行,其实依靠是行星引力弹弓效应获得的速度。

我们知道一个物体要想从地球摆脱太阳的引力束缚,需要达到第三宇宙速度。也就是16.7公里每秒。起初旅行者一号从地球出发只达到了第二宇宙速度,这意味着那时的‬旅行者一号只摆脱地球的引力束缚,并不能离开太阳系。而之后‬是‬通过‬行星‬引力‬弹弓‬效应‬加速‬才‬摆脱‬了‬太阳‬的‬引力‬。

那么什么是行星引力弹弓效应呢?行星引力弹弓效应就是将行星当作"引力助推器,把探测器甩向下一个目标。我们知道当探测器在接近行星时,行星的引力会将探测器拉向自己,由于行星本身也在绕太阳进行公转运动,而探测器在离开行星时。这种相对运动会使航天器获得了行星部分轨道速度的增加,也就是额外获得该行星的公转速度,从而能够将探测器加速到第三宇宙速度。

当时旅行者一号便是利用了这种方式,先后通过木星以及土星进行了引力弹弓效应加速,达到了每秒17千米,因此才能在耗尽燃料的情况下,摆脱太阳的引力,向着太阳系外侧飞去。

那么旅行者一号在太空中飞行了如此之久,为什么没有和其他天体发生相撞呢,尽管太阳系中有许多天体,包括行星、卫星、小行星以及彗星,但太空是极其广阔和稀疏。天体之间的距离都是以数百万甚至数十亿公里来计算。

例如,火星与木星之间存在的小行星带虽然包含数百万颗小行星,但它们之间的平均距离至少达到了50万千米左右,也就是说平均距离甚至超过了地月距离,因此,探测器在飞行的过程中与这些天体相撞的概率极低。

同时随着旅行者1号进入更为浩渺的星际空间,天体的密度进一步降低,天体之间的距离更是极其巨大。而在这种环境下,旅行者1号与天体相撞的风险更是几乎为零。

总结而言,旅行者1号之所以能无动力的继续飞行,依靠的就是早期加速和行星引力的助推。而不和其他天体发生碰撞是由于太空太过广阔了。

不过2025年之后,旅行者一号携带的核电池将会耗尽而停止工作,届时它将会彻底与地球失去联系,成为人类的信使。

因为在旅行者一号身上还携带一个金唱片,上面包含了地球上的声音和图像,大约在1.7万年后将会飞出太阳系,4万年后抵达下一个恒星系统!

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