星辰大海是人類的夢想,但從目前的情況來看,人類就只去過距離地球最近的一顆星球——月球,這的確有點(diǎn)小尷尬。好在人類還可以向宇宙深空發(fā)射無人探測器,它們可以代替人類飛到更遠(yuǎn)的區(qū)域,去探索宇宙中的奧秘。 時至今日,人類發(fā)射的探測器早已拜訪了太陽系中所有的行星,甚至在太陽的附近,也有它們的身影出現(xiàn)。 在眾多的探測器之中,知名度最高的應(yīng)該就是旅行者一號了,該探測器于1977年發(fā)射升空,迄今為止,旅行者一號已在太空中飛了44年,與地球的距離大約為228億公里,這也使得它成為了距離地球最遠(yuǎn)的人造物體,沒有之一。 然而據(jù)我們所知,太陽系中除了八大行星等主要天體之外,還存在大量的小行星,那么問題就來了,旅行者一號在如此漫長的“旅途”中,為什么一直沒有撞上小行星? 飛了228億公里的旅行者一號,究竟是如何躲避小行星的呢?可能有人會認(rèn)為,旅行者一號應(yīng)該是裝了高科技的“探路裝置”,能夠提前預(yù)判自己是否會撞上某顆小行星,然后再以自身的動力進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋C(jī)動,從而達(dá)到躲避小行星的目的。 不得不說,這是一個非常合理的推測,但事實(shí)卻并非如此,那實(shí)際情況是怎么樣的呢?答案就是:科學(xué)家在設(shè)計旅行者一號的時候,根本就沒有考慮過應(yīng)該如何去躲避小行星,換句話來講就是,旅行者一號在“旅途”中會不會撞上小行星,全看它自己的運(yùn)氣…… 需要指出的是,科學(xué)家這樣做是有足夠的理由的,原因很簡單,那就是小行星在太陽系中分布得極為稀疏,探測器撞上小行星的概率完全可以忽略不計。 上圖為旅行者一號和二號的飛行路徑,可以看到,旅行者一號在發(fā)射之后就一直在黃道面(地球公轉(zhuǎn)軌道平面)內(nèi)飛行,直到抵達(dá)土星之后,才利用土星的“引力彈弓”飛離了黃道面。 在這期間,旅行者一號飛越了一個太陽系中小行星相對密集的區(qū)域——“小行星帶”,太陽系內(nèi)側(cè)的絕大部分小行星都集中在這里,這也就意味著,在旅行者一號飛越“小行星帶”的時候,其撞上小行星的概率是最大的。 通常來講,我們對“小行星帶”的印象大概是上圖這樣的,然而這卻與實(shí)際情況嚴(yán)重不符,何出此言呢?我們讓數(shù)據(jù)來說話。 “小行星帶”位于木星和火星的公轉(zhuǎn)軌道之間,在黃道面所占的平面區(qū)域?yàn)榫嚯x太陽大約2.17至3.64天文單位,整體上是一個環(huán)形。我們知道,1個天文單位大約為1.5億公里,根據(jù)環(huán)形面積公式“S = π(R^2 - r^2)”可以計算出,“小行星帶”在黃道面所占的面積大約有60.34 x 10^16平方公里。 觀測數(shù)據(jù)表明,“小行星帶”中已知的小行星數(shù)量約為50萬顆,考慮到還可能存在沒有觀測到的小行星,我們不妨將這個數(shù)量再乘個2,也就是100萬顆。 這樣算下來,就算“小行星帶”中的小行星全部都運(yùn)行于黃道面上,也是平均每6034億平方公里才有一顆小行星,其平均距離大約為77.7萬公里,這大約是地球和月球之間的平均距離的兩倍。 什么概念呢?這么說吧,在地球和月球之間的距離,完全可以容納下太陽系中包括木星在內(nèi)的所有行星,而這個距離卻是地月距離的兩倍。 由此我們完全可以想象出,當(dāng)旅行者一號在分布得如此稀疏的小行星之間穿行的時候,其撞上小行星的概率有多低,可以說是幾乎為零了。 (注:運(yùn)行在“小行星帶”中的天體都很小,有些小行星的直徑甚至小于10米,因此它們與旅行者一號之間的引力效應(yīng)可以忽略不計) 很明顯,既然在小行星相對密集的“小行星帶”,旅行者一號撞上小行星的概率都幾乎為零,那在其它的區(qū)域就更不用說了。 小結(jié)綜上所述,歷時44年飛了228億公里的旅行者一號之所以一直沒有撞上小行星,其實(shí)就是簡單地因?yàn)樾⌒行欠植嫉脤?shí)在是太稀疏了,正因?yàn)槿绱?,人們在發(fā)射其它的探測器的時候,也基本上不會去考慮如何躲避小行星。 如果你喜歡本文,就隨手點(diǎn)個“贊”或者“在看”吧。 |
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