旅行者一號靠什麼動力飛出太陽系?

Wintry雲yiw

旅行者一號在1977年9月發射,離開地球至今已經40年了,現在已經飛到了太陽系的邊緣,就是奧爾特雲區域,繼續朝著另外的恆星系飛去,再也不能返回地球了。

根據牛頓運動定律,一個空間探測飛行器只要速度超過第三宇宙速度,就能飛離太陽系,這個速度是根據飛行器繞太陽的離心力和與太陽的引力計算出來的,具體是16.7公里/秒,而旅行者一號現在的速度達到了17多公里/秒,超過了速度。

旅行者一號達到第三宇宙速度的動力主要來自於發射時的初速度,它自身也攜帶了一些燃料用於加速、變軌和發電,旅行者一號裝有放射性元素髮動機和太陽能電池帆板。

旅行者一號在飛離太陽系的過程中,沿路碰到了很多天體,如木星和土星,由於速度太快,就沒有被這些天體捕捉到,有時反而利用引力還能獲得更高速度。

由於距離太過於遙遠,無線電信號衰減嚴重,旅行者一號和地球通訊顯得非常困難,而且信號需要經過17個多小時的才能到達地球,美國是怎麼做到的不得而知,而且這是40年前的技術。





震長

簡單來說,旅行者1號已經達到擺脫太陽系的逃逸速度,它現在不需要動力,只用慣性就能直接飛出太陽系。

地球上的航天器想要飛出太陽系有兩種辦法,一種是攜帶大量的燃料,使得航天器始終有動力克服地球和太陽的引力束縛;另一種是使航天器迅速加速到第三宇宙速度,即16.7公里/秒。前一種方法需要耗費大量的燃料,非常不現實。目前都是使用後一種方法,只要航天器達到第三宇宙速度,它不需要動力就能直接飛出太陽系,旅行者1號正是採用了這種方法。

在1977年,旅行者1號由泰坦三號E型半人馬座火箭送入太空中。兩年後旅行者1號飛抵木星,並利用木星的引力彈弓效應進行加速,朝向土星飛去。到了1980年,旅行者1號飛抵土星,並藉助土星的引力彈弓效應進一步加速。由此開始,旅者1號依靠慣性飛向太陽系外。

截至目前為止,如果把太陽視為靜止,旅行者1號的飛行速度約為17公里/秒。它現在的速度足以逃離太陽引力的束縛,不需要任何動力。前面我們說到,第三宇宙速度為16.7公里/秒,但這個速度是指在地球上出發的物體所需達到的初速度。旅行者1號現在已經距離太陽142天文單位,那裡所受的太陽引力較弱,所以那裡逃離太陽引力束縛所需的速度要遠低於16.7公里/秒,這意味著旅行者1號現在的速度遠遠高於它所在位置的逃逸速度。

關於這一點,也可以來看一下旅行者2號的情況。旅行者2號目前距離太陽117.5天文單位,它相對於太陽的飛行速度為15.4公里/秒,這個速度遠遠高於它所在位置的逃逸速度。

考慮到太陽系的半徑在1至3光年之間,以旅行者1號當前的速度飛出太陽系至少還要1.8萬年的時間,最多可能要5.3萬年的時間。


火星一號

首先,要明白這個問題,我們的先明白宇宙速度。

宇宙速度,是指物體要脫離天體重力場所必須具備的初始速度的統稱。它分為第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度和第四宇宙速度。

第一宇宙速度,又稱環繞速度,是指在地球上發射的物體要繞地球飛行作圓周運動所需的最小初始速度,這個速度的大小為7.8km/s。

第二宇宙速度,又稱逃逸速度,是指在地球上發射的物體要擺脫地球引力束縛,飛離地球所需的最小初始速度,這個速度的大小為11.2km/s。而實際上,因為地球表面的大氣層,由於阻力,飛船很難達到那樣的初始速度。因此,飛船會先離開大氣層,抵達近地軌道,然後再加速,從而脫離地球,而在這樣的高度之下,飛船所需的逃逸速度只需大約10.9km/s。

第三宇宙速度,是指在地球上發射的物體擺脫太陽引力束縛,飛出太陽系所需的最小初始速度,這個速度的大小為42.1km/s。而實際上,由於地球繞著太陽公轉,因此地面上的物體相對於太陽已經有著29.8km/s的速度,因此,只要沿著地球公轉的方向發射飛船,就可以大大降低飛船所需的速度,這個速度的大小為16.7km/s。

第四宇宙速度,是指在地球上發射的物體擺脫銀河系引力束縛,飛出銀河系所需的最小初始速度。而實際上,人們目前並未得到銀河系大小與質量的準確數值,因此只能進行一個粗略的估算,這個速度的數值大約為525km/s。目前,尚無任何人造飛行器可以達到這個速度。

回到題幹,旅行者一號,是人類有史以來飛行最遠的人造飛行器,同時也是第一個離開太陽系的人造飛行器。它之所以能夠得以逃離太陽系,最主要的是受惠於幾次引力加速。引力加速(即重力助推),是利用行星或者其他天體的相對運動和引力改變人造飛行器的軌道和速度,可以節省燃料、時間,並且可以加速人造飛行器。旅行者一號便是由此,突破了相對於太陽而言的第三宇宙速度,擺脫了太陽的引力束縛。


科壇春秋精選

一個飛船隻要其飛行的速度超過所謂第三宇宙速度,就能飛出太陽系。第三宇宙速度是根據飛船繞太陽的離心力和與太陽的引力計算出來的。第三宇宙速度速度為16.7公里/秒。而旅行者一號現在的速度據說已經達到17.043公里/秒,超過了第三宇宙速度。旅行者一號可以並且已經脫離了太陽的束縛飛出太陽系。旅行者一號達到第三宇宙速度所需的動力主要來自於發射時的火箭發動機和地球運動的慣性力。飛船離開發射火箭以後,自身仍然帶有一部分燃料用於增速和變軌。至於沿路碰到的星體 ,飛船依靠自己的速度只要不被這些星體正面捕捉,都會掠過這些星體繼續前行。旅行者一號裝有放射性元素髮動機和太陽能電池帆板,其獲得的電力主要用於飛船內部電子系統和通訊所需。

旅行者一號是在1977年9月發射離開地球,肩負地球人對外探索的使命,飛向太空的。經過四十年的飛行,已經飛到了太陽系的邊緣,繼續向遠處的宇宙飛去。在太空飛行,在不遇到天體的情況下,飛船靠慣性勻速朝一個方向飛行,越飛越遠。他去了。


黃驃馬主人

題主你好,很高興回答你的問題。

旅行者1號簡介

旅行者1號探測器是由NASA於1977年9月5日發射的無人外太陽系空間探測器,其主要任務是探測木星、土星及其衛星與土星環,並已經成功傳回高清圖片完成任務。由於某些原因,不再繼續探測天王星和海王星,轉而飛向外太空,去完成太陽風的探測。


動力來源

旅行者號的設計正好抓住了太陽系行星176年一遇的幾何排列,所以只要少量的燃料進行航道修正,其餘的時間大多數借助行星的引力進行加速,並利用慣性持續飛行,節省了大部分燃料。其主要的動力來源是三塊放射性同位素溫差發電機,靠著太陽能發電,但是當飛離較遠的時候陽光較弱,核能電池起作用,但是科學家預估,旅行者1號將在2025年徹底耗光電能,帶著地球的信息,靠著慣性飛向下一個恆星系,永遠都回不了家了。
(圖片來源網絡,侵刪)

結語

主要依靠行星間的引力進行加速,慣性保持速度,自身能量變軌,飛出太陽系後慣性保持速度,繼續飛行直到永遠。


微言淺見,祝好。


黑洞家的鏟屎官

一個飛船隻要其飛行的速度超過所謂第三宇宙速度,就能飛出太陽系。第三宇宙速度是根據飛船繞太陽的離心力和與太陽的引力計算出來的。

第三宇宙速度速度為16.7公里/秒。而旅行者一號現在的速度據說已經達到17.043公里/秒,超過了第三宇宙速度。

旅行者一號可以並且已經脫離了太陽的束縛飛出太陽系。旅行者一號達到第三宇宙速度所需的動力主要來自於發射時的火箭發動機和地球運動的慣性力。飛船離開發射火箭以後,自身仍然帶有一部分燃料用於增速和變軌。

至於沿路碰到的星體 ,飛船依靠自己的速度只要不被這些星體正面捕捉,都會掠過這些星體繼續前行。旅行者一號裝有放射性元素髮動機和太陽能電池帆板,其獲得的電力主要用於飛船內部電子系統和通訊所需。

旅行者一號是在1977年9月發射離開地球,肩負地球人對外探索的使命,飛向太空的。經過四十年的飛行,已經飛到了太陽系的邊緣,繼續向遠處的宇宙飛去。

在太空飛行,在不遇到天體的情況下,飛船靠慣性勻速朝一個方向飛行,越飛越遠。

農地圈問答團隊:董金平


農地圈

這是個非常專業的問題,宇宙浩渺無窮,人類何其渺小,航空航天是一代又一代的專業人員經過數十年乃至數百年不懈的努力追求和研究才能做出解答的問題。

我的一點看法,不喜勿噴!


臥牛齋主

引力彈弓,就是依靠行星的引力進行加速,就是高速進入靠近行星的軌道,然後以更高的速度甩出,獲得加速,相對的行星獲得減速,但因為行星質量很大,所以減掉的速度十分微弱,可以忽略不計。

另外軌道如果精確計算好,可以從一連串的行星獲得加速,俗稱星際高速公路。


大刀吧主的水彩小鋪

旅行者探測器上面三塊放射性

同位素

溫差發電機作為動力來源。這些發電機已經大大超出了起先的設計壽命,一般認為它們在大約2020年之前,它們仍然可提供足夠的電力令太空船能夠繼續與地球聯繫。至於“旅行者1號”上的電池,科學家說,探測器上攜帶兩枚核電池,能夠保證它繼續飛行至2025年。一旦電池耗盡,“旅行者1號”將繼續向

銀河系

中心前進,再也回不來了。

小黑熊259695

人造衛星先是繞地球轉圈,圈越轉越大,就脫離地球,變成行星,再繞太陽轉圈,當繞太陽轉圈越轉越大,最後就會脫離太陽系,飛入星際空間。但有一點要強調,只要它還在繞太陽轉圈,它就沒有飛出太陽系。

那顆星應該還沒飛出太陽系,因為隨著軌道變大繞太陽一週的時間將變得很長。地球繞太陽一週要一年。冥王星繞太陽一週要248年。所以。。。。


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