銀河系和太陽系都是扁平的形狀,航天器垂直飛豈不是更容易出去?

2025年06月14日22:12:29 科學 1395

導語:我們生活的太陽系和銀河系都是扁平的形狀,我們發射的探測器為何要在這個扁平的平面內飛?垂直飛豈不是更容易飛出去?

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銀河系是一個扁平的棒旋狀星系,直徑達到了15萬光年,在這個15萬光年的平面上,有著超過2000億顆的恆星,圍繞著銀心有序的運轉。

銀河系的厚度卻只有4萬光年左右。

這就好比一座跨江大橋,長度超過10km,厚度卻僅僅10m。

我們要想離開銀河系,垂直飛,豈不是距離更短,用時最短?

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同樣的道理,太陽系也是扁平的,為何我們的探測器不垂直飛出太陽系呢?

太陽系的行星,處在黃道面上,有序的繞著太陽公轉,這個黃道面的半徑,達到了1.2光年左右,黃道面的厚度卻僅僅幾十公里。

以我們目前的探測,垂直飛出太陽系,不是輕而易舉嗎?

事實上,事情沒有這麼簡單。

萬有引力,導致整個太陽系

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如同一個巨大的藍球,束縛了裡面所有的天體。

航天器飛出地球,以第二宇宙速度繞太陽飛行,無論是在黃道面上飛,還是垂直於黃道面飛,或者是以跟黃道面任意的夾角飛,受到的太陽引力是不變的。

太陽引力大小相等,航天器要想垂直於黃道面飛行,所謂的第二宇宙速度,就不是11.2km/s了。

地球的公轉速度達到了29km/s,從地面起飛,圍繞地球飛行的航天器,已經具有了一個初始速度,29km/s,在這個基礎上,只需要增加7.9km/s,就可以繞地球飛行,不會墜落。

增加11.2km/s,就可以繞太陽飛行。

增加17km/s,就可以擺脫太陽引力束縛,逐漸飛出太陽系。

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此時,探測器要是垂直於黃道面飛行,速度也得達到17km/s+29km/s,才能飛出太陽系,這時候,就需要足夠的燃料,才能達到46km/s。

在黃道面上飛行,可以合理利用行星引力彈弓效應。

旅行者一號,以第三宇宙速度飛行,就是借用了木星,土星的行星引力彈弓效應,才加速到了17km/s。

如今已經飛入了240億公里的深空。

天問二號,要去小行星挖土,然後再去探測彗星,同樣也是利用了行星引力彈弓效應。

要是垂直黃道面飛行,就沒有了行星引力彈弓可以利用,只能靠燃料狠狠的加速。

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垂直於黃道面的空間,一片虛無,沒有任何探測意義。

太陽系的行星,小行星,奧爾特星雲,還有柯伊伯地帶,都在黃道面上。

我們的探測器沿著黃道面飛行,才有研究意義,才能挖土,研究太陽系起源。

離開黃道面,整片空間一片沉寂,沒有一顆小行星。

探測器飛過去沒有任何意義。

太陽系半徑在1.2光年左右,無論是沿著黃道面還是不是,以第三宇宙速度飛行,都需要3萬年才能飛出太陽系。

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所以,不沿著黃道面飛行,一點意義都沒有。

放到銀河系中,同樣也是這個道理。

對此,大家有什麼不同的看法?

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