人类如何才能飞出太阳系?也许奥陌陌已经给出了一种方案

自从人类制造的飞行器可以上天之后,不久就摆脱了地球的束缚,可以飞到其他的行星进行探索。如果人类基本上是不可能会满足于这些成绩,因为宇宙是如此之大,太阳是只不过是相当于其中的一粒沙子。

尽管如此,人类要想到达更加浩瀚的宇宙中去探索,首先就必须要飞出太阳系。飞出太阳系也许是世界各国都想要实现的梦想,但真正开始行动起来,发射外太阳系空间探测器的就是美国,这个探测器的名字就叫做旅行者1号。

旅行者1号是在1977年9月5日发射,重达815千克,曾经到达过木星和土星,但是已经飞行了几十年,还是没有飞出太阳系;再飞行几年,恐怕到了2025年,它原先所携带的三枚核电池将会耗尽,虽然还会继续飞行,但想要回来已经是不可能了。

太阳的质量占到了整个太阳系的99.86%,它的引力范围大约可以延伸到1光年至1.5光年,要知道按照目前人类所掌握的物理学理论知识,光是这个宇宙中最快的速度,1光年就相当于光利用一年时间所走过的距离,可以见得太阳的引力范围真的非常大,难怪旅行者1号飞了这么多年也没有飞离太阳系。

其实旅行者1号原先的目标就是为了去探索木星与土星,以及它们的卫星和土星环,后来才改变了它们的探测任务。也就是说,将旅行者1号定性为外太阳系空间探测器,并不是非常准确,因为这个探测器是属于半道出家。

这也决定了旅行者1号在发射之后,一直都是在太阳系的黄道平面之内运行的。根据网络上的一些科普文章,由于旅行者1号是在黄道平面之内运行,这让它经过其他天体的时候,就可以借助其他的天体进行加速,在发射之初也可以借助地球自转的动能,更加有利于探测器获得一个比较大的初速度。

但其实我认为这并不是发射探测器离开太阳系的优势。按照经典物理理论的计算,探测器要想逃逸太阳,就必须要达到第三宇宙速度,也就是16.7千米每秒,要获得如此大的速度,仅仅依靠借助地球自转的动能来获得,还是相差非常远。

因为探测器就算是从地球的赤道上发射,它所获得的最快初速度也就是只有465米每秒,这个速度相当于声速340米每秒,的确是大了很多,但与第三宇宙速度相比,连一个零头都算不上,根本就是可以忽略不计的,所以从不从地球的赤道上发射,对于这种探测器获得比较高的初速度作用并不大。

至于借助其他的天体进行加速,这种优势就更加谈不上了。因为引力场是属于一个保守场,如果忽略外力的影响,仅仅是计算两个物体之间的引力,当探测器向某一个天体正在接近的时候,它的速度的确是在提高,但如果探测器正在远离这个天体,就必须要克服引力做功,这样探测器的动能也会降低。

也就是说,探测器最多也就只能利用这些天体来进行改变运动的方向,想要依靠它们来提高探测器飞行的速度,这是不可能的。由于探测器的运动方向改变了,就无法沿着太阳中心延伸的方向一直运动下去,变成了围绕太阳进行曲线运动。

我们都知道按照直线所走的路线会比较短一些,但现在却受到这些天体的影响,变成了走曲线的运动,想要飞出太阳系就没那么容易了。所以人类的探测器要想飞离太阳系,所依靠的加速很可能只能依靠探测器所携带能源的本身,因为利用自身的动力系统进行加速,这才会使得探测器的速度增大成为可能。

而且在黄道平面之内运行,多多少少也会受到各种天体的影响,所以探测器要想离开太阳系就变得更加困难。不过到了2017年,天文学家发现了太阳系中有一颗不明天体奥陌陌,大约在距离地球3,300万公里之外,由于这颗天体的偏心率达到了1.2,超过了1,这就使得科学家判断为这颗天体是从太阳系之外飞进来的星际天体。

这颗不明天体的运行轨道居然是垂直黄道平面的,在刚开始了解这颗小天体的时候,天文学家就很容易会将这颗天体认为是其他恒星系统中的一颗小行星或者彗星。但是由于引力的作用,奥陌陌很快就改变了它的运行方向,而且由于它的飞行速度比较快,太阳也无法将它留下来,这就使得它成为了太阳系的匆匆过客,正在远离太阳系。

后来天文学家经过不断地对奥陌陌进行观测得到,它竟然在加速离开太阳系。上面就已经提到了探测器在离开天体的时候,它的速度会降低,但奥陌陌的速度竟然在反常地加快,如果它是一颗天体的话,基本上就不会出现这种可能,除非它是某颗外星文明的探测器。

但现在我们并不是来讨论奥陌陌到底是一颗天体还是某颗外星文明的探测器,而是因为它的飞行路径已经给人类飞出太阳系指明了方向,它的飞行轨迹所形成的平面,恰好是垂直太阳系中的黄道平面。再加上奥陌陌是可以进行加速的,这也没有什么大不了,只要人类的太空探测器还没有完全将能源消耗殆尽,到底有哪个是不能进行加速的?

所以我们应该是可以按照奥陌陌的运行方法,选择以垂直太阳系中的黄道平面的方法,飞出太阳系。但这个前提是探测器应该携带足够的燃料,以保证它获得足够的动力飞行,才使得飞出太阳系成为可能。

综上所述,人类的探测器要是在太阳系的黄道平面中飞行的话,就算是等到了探测器将所有的能源都耗尽之后,也未必可以飞出太阳系,其中旅行者1号的结果就是这样。而人类又观测到了奥陌陌的飞行轨迹是垂直于黄道平面,采用这种方法,也许就可以飞出太阳系,虽然人们还没有发现相应的飞行理论,但奥陌陌的这种飞行方法是客观存在的,是经过天文学家观测到的,所以这种方法也许就是可行的。

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