旅行者一號是迄今為止距離地球最遠(yuǎn)的人類飛行器,也是最有希望成為首個離開太陽系的人類飛行器。 也有一種說法,說旅行者一號已經(jīng)離開了太陽系,這是因為對太陽系范圍的定義一直以來都存在著爭議。有觀點認(rèn)為海王星軌道之外的柯伊伯帶是太陽系的邊界,但更主流的觀點則認(rèn)為奧爾特星云才是太陽系真正的界限。 奧爾特星云是太陽系外圍一個將太陽系包裹的巨大球狀星云,其直徑可以達(dá)到2光年之長,也就是說奧爾特星云與太陽的距離大約在1光年左右。而旅行者一號離開地球已有42年的時間了,現(xiàn)在它遠(yuǎn)在距地球217億公里之外。 旅行者一號早已成為了一個真正的“流浪者”,人類早已失去了對旅行者一號的控制權(quán)。 現(xiàn)在的旅行者一號只是在按照原有的運(yùn)動方向漫無目的的航行著。那么這個“流浪者”最終會到達(dá)哪里呢?關(guān)于這一點,沒有人知道,因為宇宙中可能出現(xiàn)的干擾因素是無法預(yù)知的,事實上旅行者一號最終是否能夠沖出奧爾特星云,是否能夠真正離開太陽系,還是一個未知之?dāng)?shù)。 我們知道,一個物體要想離開一個引力范圍就必須要達(dá)到一定的逃逸速度,具體到太陽系而言,就是我們常說的三大宇宙速度。一個航天器要想離開地表環(huán)繞地球運(yùn)行,就必須要達(dá)到第一宇宙速度。 所謂的第一宇宙速度就是每秒7.9公里。 人類所發(fā)射的所有地球衛(wèi)星都最少要達(dá)到這個速度。第一宇宙速度只能保證飛行器進(jìn)入地球軌道繞行地球,去不能夠讓飛行器真正脫離地球的引力去往外太空,要徹底擺脫地球引力的束縛,去往其它的星球,那么就必須要達(dá)到第二宇宙速度,也就是每秒11.2公里。 達(dá)到了每秒11.2公里就可以擺脫地球引力束縛,翱翔于太陽系之中,但是此時的飛行器仍然受到太陽引力的束縛,無法離開太陽系的范圍。而要想離開太陽系,去往更為遙遠(yuǎn)的宇宙空間,那么就必須要達(dá)到第三宇宙速度,也就是每秒42.2公里。 事實上旅行者一號最初離開地球的時候并未達(dá)到第三宇宙速度。 旅行者一號發(fā)射升空時候的速度大約為每秒35公里,距離第三宇宙速度的每秒42.2公里還是相距甚遠(yuǎn)的。不過這并不影響旅行者一號逃離太陽系,因為在旅行者一號向太陽系外飛行的過程中利用了所經(jīng)過的木星和土星的引力彈弓效應(yīng)進(jìn)行了加速,所謂的引力彈弓效應(yīng)就是利用大質(zhì)量行星的重力場來為航天飛行器進(jìn)行加速,大質(zhì)量行星的重力場在將飛行器甩向下一個目標(biāo)的時候就對飛行器實現(xiàn)了加速。 根據(jù)記錄顯示,通過木星的引力彈弓效應(yīng),旅行者一號曾加速到每秒37公里。 每秒37公里,似乎與第三宇宙速度所要求的每秒42.2公里還差了不少,實際上并非如此。 每秒42.2公里的第三宇宙速度是以地球所處的位置來計算的,在木星周圍,太陽系的逃逸速度早已下降到了每秒18公里左右,也就是說經(jīng)過木星的加速,旅行者一號已經(jīng)完全具備了飛出太陽系的逃逸速度。此后,旅行者一號的速度逐漸下降,現(xiàn)在它的速度已經(jīng)下降到了每秒16公里左右,不過旅行者一號已經(jīng)到達(dá)了海王星軌道之外,那里的逃逸速度更低,所以其仍滿足沖出太陽系所需的逃逸速度。 不過這并不等于說旅行者一號就一定能夠順利離開太陽系,因為以旅行者一號現(xiàn)有的速度來計算,它沖出奧爾特星云還需要大約30萬年的時間,而宇宙中的航行也并非總是一帆風(fēng)順的。首先旅行者一號會受到太陽的引力影響,其次經(jīng)過其附近的小行星和彗星等宇宙天體也會對其產(chǎn)生引力干擾,還有一些星際塵埃的碰撞也會減慢它的速度。如果它的速度持續(xù)下降,最終低于太陽系的逃逸速度,那么它就可能再次被太陽的引力拖拽回來,而那時就是旅行者一號回家的時候了。遺憾的是人類已經(jīng)失去了對旅行者一號的控制,所以旅行者一號無論是遠(yuǎn)去,還是回家,我們都無法保證它的安全,這個宇宙流浪者的最終結(jié)局只能交給時間去驗證了。
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