上世紀70年代,木星、土星、天王星和海王星所在的位置,基本上排列在一條特定的弧線上,這種排列就使得單艘探測飛船可以一次性地“拜訪”太陽系已知的所有巨行星,而在此過程中,飛船還能連續借助這些巨行星的“引力彈弓”為自己提供額外的動力,從而大幅降低燃料的需求。
![]()
所以NASA在1977年發射了“旅行者1號”和“旅行者2號”兩艘探測飛船,按照預定計劃,它們都應該連續探測木星、土星、天王星和海王星,但在1980年的時候,情況卻發生了變化。
當時科學家發現,土星的一顆天然衛星——“土衛六”,存在著濃密大氣層,于是臨時決定讓“旅行者1號”去對其進行抵近觀測,但由于在那個時候,“土衛六”位于黃道面的“下方”,因此“旅行者1號”在飛越了“土衛六”之后,就只能利用土星的“引力彈弓”向黃道面的“斜上方”飛去。
這樣的機動,就使得“旅行者1號”無法按原計劃去探測天王星和海王星,但也讓它具備了比原計劃更快的速度。
![]()
與之相比,由于“旅行者2號”需要精確地控制方向,將自己“瞄準”天王星和海王星,因此它在利用土星的“引力彈弓”時,就犧牲了一部分用于加速的潛力,其速度就要慢一些,飛行軌跡也要“繞”一些,如此一來,“旅行者1號”就飛得更遠。
時至今日,這兩艘飛船已經在太空中飛了長達48年的時間,其中的“旅行者1號”更是成為了距離地球最遠的飛船。
根據來自NASA的實時數據,目前“旅行者1號”與地球的距離已經有大約254億公里,對于我們人類來講,這是一個了不起的成就,然而從另一方面來講,這艘飛得最遠的飛船,卻告訴幫助我們發現一個殘酷的事實:人類被困在太陽系中。何出此言呢?我們可以先來看張圖。
![]()
上圖中的第1部分表示的是以木星軌道為界的太陽系中心地帶,第2部分擴大到了冥王星軌道,第3部分擴大到了小行星“塞德娜”(Sedna)的軌道,第4部分最外側的藍色環狀結構,表示的是“奧爾特云”(Oort Cloud)的內側邊緣。
要知道“塞德娜”的軌道是一個狹長的橢圓形,其遠日點與太陽的距離約為937個天文單位,換算下來大約是1400億公里,也就是說,在飛了48年后,“旅行者1號”離飛出這個范圍的目標仍然非常遙遠。
重要的是,“奧爾特云”才是太陽系真正意義上的邊界,只有飛出了這里,才可以算是飛出了太陽系,簡單來講,“奧爾特云”是一個包裹著太陽系的空心球狀云團,由大量的冰質天體構成,根據科學家的估算,其半徑大約有1光年。
![]()
1光年大約是9.46萬億公里,而“旅行者1號”的當前速度大約為17公里/秒,簡單計算一下可知,以這樣的速度,就算不考慮太陽引力的減速作用,“旅行者1號”也需要大約1.76萬年的時間才能飛完1光年的距離。
可能有人會認為,“旅行者1號”是人類幾十年前的產物,現在的宇宙飛船應該比它快得多,然而事實卻并非如此。實際上,與幾十年前相比,人類現在的航天推進技術并沒有什么突破性的進展。
舉個例子,本世紀發射的“新地平線號”,是人類目前發射起始速度最高的探測飛船(速度約16.26公里/秒),它也有望在遙遠的未來飛出太陽系。
![]()
但由于“新地平線號”并沒有像“旅行者1號”那樣連續借助木星和土星的“引力彈弓”為自己大幅加速,因此在飛越冥王星時,其速度就因為太陽引力的減速作用降至大約13.78公里/秒,已經大幅低于“旅行者1號”的當前速度了。
科學家普遍認為,只有以核聚變為動力的航天推進技術實現了,才能大幅提升人類宇宙飛船的航行速度,到那個時候,人類才有實力去考慮如何飛出太陽系。
但從實際情況來看,想要實現這個目標,還需要極為漫長的時間,畢竟人類連可控核聚變技術都還沒有真正實現,就更不用說將其小型化到可以在宇宙飛船上使用了。
至于像“曲率引擎”這樣的能在短時間內跨越遙遠距離的技術,即使從理論上來講,能不能行得通現在都還沒有確定的答案。
![]()
所以在可以展望的未來里,“旅行者1號”都將是距離地球最遠的飛船,而即使是這艘飛船,想要飛出太陽系也需要極為漫長的時間。這就清楚地告訴了我們一個殘酷的事實,在航天推進技術出現突破性的進展之前,人類都將被困在太陽系中。
宇宙那么大,與之相比,太陽系渺小得猶如一粒沙子,然而即使是“小小”的太陽系,人類在可見的未來里也無法出去。人類文明應該如何在宇宙中發展?這是一個值得我們深思的問題。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.