用戶69282890670
太陽系不是扁平的，只是各大行星基本上在黃道面附近運行。
旅行者為什麼要沿著黃道面飛行，而不是垂直向上飛行呢？
我覺得有以下幾個原因，可能不完全，但是這些因素還是有的。
1，旅行者的飛行目的
旅行者號探測器是外層星系空間探測器，由美國研製並建造，共發射兩顆。原名分別是“水手11號”和“水手12號” 。旅行者2號和旅行者1號分別於1977年8月20日和9月5日發射升空。這兩個姊妹探測器沿著兩條不同的軌道飛行。擔負探測太陽系外圍行星的任務。
所以如果垂直與黃道面發射，還上哪裡去探測太陽系外圍行星呢？直接找外星人玩去了！
2，燃料重量有限
旅行者號發射時，太空技術還沒有今天這樣成熟，再加上成本控制，它能攜帶的燃料有限，既沒有現在成熟的電發動機，也沒有太陽風帆之類的未來技術，所以需要靠一種“引力彈弓”的方式接力經過太陽系的各大行星，也就是先到一個行星，在行星周圍繞幾圈，把速度提上去，然後再擺脫行星才有力氣前往下一個行星，不知道是有沒有士力架，要是有的話其實給它吃上幾條估計也不用這麼費勁了。
3，地球在黃道面上自帶角動量
儘管地球的赤道和太陽黃道有20多度的交角，但是地球在黃道平面上的角動量分量還是大於垂直方向上的，所以向黃道面發射，探測器還是能借到一部分地球自帶的慣性的。
4，銀河系還算比較厚
銀河系平面和太陽黃道平面有60多度的交角，所以如果外星人來襲擊地球，想大劉等科幻作家說的那種，先攻擊天王星，木星，一步步再進攻地球的可能性比較小，更大概率來說，外星人會從銀河平面角度直接進攻地球，不用繞道去別的行星。
換句話說，如果旅行者的目的單純，只是向星際鄰居表明我們的存在的話，那實際上應該直接60度仰角發射，直接進入銀道平面，這樣被發現的機會遠遠超過沿黃道平面離開的概率。
但時候在銀盤還是有厚度的，而旅行者號那點可憐的小速度，幾千萬年也不見得能飛出銀河這個盤子，還是有一定的希望被其他文明發現，給他們帶去點驚喜的。
科幻直通車馮志剛
地球之外哪有那麼多王法？當然也是可以的呀！
只是…………
人類目前還很弱，垂直往上飛的話，就佔不到其他行星便宜了，另外就是無法一窺其他行星的那些個小秘密。
而如果不能給其他行星拍幾張寫真，還要多花錢（也不知多花錢能不能辦到），那麼你說，旅行者1號還有什麼用？能審批通過嗎？
反正我是不會批准的。
八大行星與太陽大小比較，地球在哪兒？圖片來自Lsmpascal。
藉助其他行星的力量，以便讓自己獲得加速，這是引力助推。（上圖是飛船藉助地球的力量）
旅行者2號比旅行者1號更甚，所以，先以2號來舉例：
圖片來自張天蓉的博文（美國德州大學奧斯汀分校理論物理博士）
注意看上圖（可以放大圖片看），縱座標是飛行器相對太陽的速度，橫座標是飛行器飛過的距離AU（太陽到地球的距離）。
圖中紅色的線代表旅行者2號的速度變化圖，你會發現，從地球發射後，其速度一直在降低，因為有個東西在扯著它，這就是太陽引力。
但是，當它飛到木星，通過引力助推，從木星獲得一些動量後，其速度嘩的一下，就垂直上去了，就好像有主力在拉昇（股票用語），離開木星後，其速度又逐漸降低，後來，它來到土星，速度再次被拉昇，土星也是個大主力機構，同樣，來到天王星海王星，都被再次拉昇……
圖中綠色的線代表探索冥王星的“新地平線號”探測器，它只借助了一次木星的力量，然後就獲得了逃逸太陽系的速度。
上圖箭頭所指的那根藍線，代表不同的距離處，逃出太陽時所需要的最小速度。
可以看到，距離太陽越近，需要的逃逸速度就越大，而旅行者2號從地球發射後，其速度一直在太陽逃逸速度之下，也就是說，如果沒有木星、土星等兄弟拉一把，它終究還是跳不出太陽的手掌心。
但奇怪的是，新地平線號從發射離開地球后，其速度一直在逃逸速度之上，這是為何？因為它是有史以來以最快的發射速度離開地球的人造物體。
但即使如此，新地平線號也藉助了一次木星的引力拉扯，這才不至於後來降到逃逸速度之下。
圖片來自張天蓉的博文。
從上圖可以看到，旅行者1號只借助了木星和土星的引力助推，由於不再打算去天王星和海王星家借力，這傢伙馬上就翻臉不認人了，離開土星後，旅行者1號立即與太陽黃道分道揚鑣（不是橫著飛了），直接朝蛇夫座的方向前進，一直到今天也如此。
對了，上圖（b）中有一處錯誤，你能挑出來嗎？
寒木釣萌
之前看過一些類似的問題，比如「人造衛星為何不垂直向上飛」，那些問題的解答很容易——人造衛星並不是要脫離地球引力，所以向上飛不合算。到了旅行者一號的問題上，它本身就是要離開太陽系，所以看起似乎「垂直向上飛」還算是合理的選擇。
但是，這只是只考慮了旅行者1號自身推力時的結論。大家可能就會疑惑了，除了自身的推力，難道還有其他的推力嗎？這還真有，就是「引力彈弓」。
旅行者一號在飛行過程中，多次利用引力彈弓效應，大幅提高自身的速度，大大減少了能量的消耗。下面，我來解釋一下引力彈弓到底是什麼。
引力彈弓，用形象的語言來說，就是以一定速度「撞向」飛來的行星，然後發生了彈性碰撞，所以會以更快的速度離開。但是，旅行者一號如何與行星發生彈性碰撞呢？難道不會一頭扎進去，就灰飛煙滅了嗎？
其實，這裡的「碰撞」並不是嚴格的碰撞，而是一種近似。它是與引力勢能發生了碰撞。舉個例子，假設飛行器飛向木星，與木星速度相反。但是，這時我稍稍偏一點，就會進入木星的軌道，繞一圈之後，再從木星的軌道飛出。在這個過程中，動量一定守恆，兩個天體的動能也守恆。但是，木星由於被航天器的引力微微的拉了一點點，速度有了極其微小的減慢，而航天器的速度卻有了大幅的提升。這就是所謂的「引力彈弓效應」。之所以不垂直向上飛，就是因為「上面」並沒有什麼可以用來加速的行星。
章彥博
影視作品中，我們常看到太陽系、銀河系的縮略圖，它們通常被描繪成扁平的圓盤形，然而，現實生活中，當某個國家發射太空探測器，比如著名的旅行者號時，卻都是朝著盤子的邊緣，為什麼不垂直往上飛呢？
道理其實非常簡單，首先，太陽系中的天體分佈雖然無序，但確實是都聚集在地球黃道面附近，從黃道面上空看起來，就像一個不大規則的圓盤。
然而，探測器在飛行時，無論朝哪個方向，都會受到來自太陽的萬有引力，在當時的條件下，既沒有電發動機，也沒有太陽風帆，由於技術受限，旅行者號根本沒有足夠的燃料，用來擺脫太陽引力。
但是，聰明的科學家們很快又找到了解決方法，那就是“引力彈弓”。
顧名思義，這個方法就是利用各大行星的引力作助力，把探測器像彈弓一樣射出去，就像漫威大電影裡，雷神上天前，總要先甩一甩手裡的錘子一樣，這麼做不僅酷炫，還能省不少力，唯一的缺點，是路程要比原來的多出很多。
事實上，許多衛星在地球上發射時，都會選擇靠近黃道面的位置，目的就是利用地球自轉附加的慣性，和引力彈弓有著異曲同工的作用，正所謂動力不夠，慣性來湊。
科學家在天文探索方面的發明與應用，凝聚著人類文明智慧的結晶，讓人不得不服~
找靚機科普號
上面的回答沒有一個在點子上。
旅行者一號飛出太陽系需要擺脫太陽引力。太陽系基本上確實是扁平的，但是不意味著太陽引力只在扁平的方向有，而是球形分佈的，距離一樣，引力一樣。這種情況下，為了節省燃料，科學家們想到一個技術，取名叫引力彈弓，就是利用大行星的引力來給旅行者一號加速。通過經過大行星的多次加速，旅行者一號具有了擺脫太陽引力的速度，才能飛出太陽系。如果不利用引力彈弓，旅行者一號的燃料根本不夠。
Pi清心健腦
這個問題主要有兩個原因，一是因為人類的科技所限。第二是探測目標的需要。如果人類能夠造出有如飛碟一般的飛行器，從地球南極垂直飛出去當然不成問題。
想要探索星空，技術並不充足的情況下，科學家們當然要動腦筋想出許多方法來的。
沿著太陽系，穿過不同的行星軌道，藉助它們不斷的加速，是目前最為有效的做法了。所以，人們才選擇了穿越各星軌道飛行，並且取得了不錯的效果。
此後的一系列探測活動，不管是伽利略號，還是卡西尼號，都用了這種方法。
（伽利略號的加速軌道圖）
技術不足
宇航飛行，人類主要的技術挑戰目前仍然停留在飛行技術上。為了把幾十公斤的探測器送到近地軌道，人們不得不去製造巍峨高聳的運載火箭，以克服強大的地球引力。
除了反向推力火箭外，人們目前還沒有其他的好辦法把大質量的物體送入太空。從第一枚V1火箭誕生，到現在，人們已經用了七八十年了，但仍然沒有研究出新的運載方式，可見探索星空之艱難。
在宇宙中也一樣，飛行器想要加速、調整航向，必須通過反作用力火箭，或是其他的等離子發動機一類的能產生反作用力的東西。然而，我們的技術無法送達更多的燃料進入太空，當然，我們的燃料的效率也非常有限。
所以，攜帶少量的燃料，藉助天體的引力，是科學家們最為聰明的選擇。
萬有引力是普遍存在於宇宙之中的，科學家們利用行星的引力，是可以提高飛行器的飛行速度的。只要找準軌道，飛行器並不會被行星捕獲或墜毀，反倒可以利用其改變速度和方向。這一理論在旅行者一號上反應得盡乎完美。
旅行者一號任務剛巧趕上了176年一遇的太陽系行星幾何排列。科學家們為其設計了一條最為節省燃料的軌道。它的最遠目標是希望能夠訪問海王星。海王星距離地球約43.5億公里，以旅行者飛出地球引力的速度去到達那裡，
如此漫長的距離，沒有足夠的速度，我們要等到什麼時侯才能到達呢，所以利用行星引力成了一個最為重要的選擇。
探測目標
旅行者一號最初的主要目標是探測木星與土星及其衛星和土星環。它於1977年9月5日在卡納維拉爾角空軍基地出發，1979年1月開始對木星進行拍攝。並於同年的3月5日，藉助引力加速離開木星，朝土星方向奔去。它的速度已經被增加到了每秒鐘17公里以上，也就是每小時6萬多公里。
1980年11月，旅行者一號掠過土星，開始進行星際探索任務。2011年11月7日，旅行者一號正朝著蛇夫座方向前進，距離地球大約為119.5個天文單位，信號溝通時間大約為16.13個小時。2012年8月，旅行者一號已經穿越了三重激波。由於未知的原因，它仍然處在太陽的磁場範圍同人，不過，已經到了非常邊緣的地帶。
所以，基於探測目標，旅行者一號的軌道選擇了奔向幾顆行星，這樣我們才看到了它發回來的土星和木星近距離照片。這些照片在當時來說，的確震撼了全世界。
旅行者一號的使命早就完成了，2014年9月，NASA宣佈它已經飛出了太陽系，幾乎用盡了最後一點電源，預計在2025年前後將徹底與地球失去聯繫。它是人類飛出最遠的飛行器，就算飛行速度已經達到系小時6萬多公里，但想要到達比鄰星，也要用掉73600年。
史海探奇
為了利用引力彈弓效應走太空高速公路 。科學家根據太陽系內行星引力軌跡，在太陽系內劃分出的引力加速時間空間。當人造飛行器飛到某個行星軌道附近被其引力吸引後又被甩出去可以形成一個免能量耗損的加速，得到加速的同時既不被星球捕獲還能近距離觀測此行星將得到更多收穫。
如果垂直髮射出去，就等於失去這兩個機會了
華智觀點
因為垂直向上飛，能航行的距離還沒有現在的遠，並且隨著燃料的耗盡，應該早就被太陽引力拽回來了。
說實話，我們能想到的情況，專家們也早已想過的。而且旅行者一號並不是用來測太陽系/厚度的探測器，它的任務是探測其他行星，後來才飛出太陽系的。
下面來說一說為什麼垂直飛，是不能飛出太陽系的原因
①前幾年新聞報道，旅行者一號已經飛出太陽系。但因為平時我們看扁平的太陽系模型看多了，
就會很自然的以為：離開太陽系=穿過最遠行星軌道但這是一個錯誤的觀點，從NASA的說法來看，穿越太陽系，是指穿過日球層，也就是太陽風能夠到達的最遠端。
很顯然，即便你垂直的飛到了眾星球的上方，但是你沒能飛出日球層，那麼你還是在太陽系內。
②下面就來講講，為什麼旅行者要橫向飛出太陽系？
首先引力是立體的，不論你向哪個方向，都需要克服引力做功，消耗能量消耗燃料。但是沿著行星飛有一個巨大的好處：可以利用引力彈弓效應。簡單來說，就是利用行星的引力為自己加速以及節省燃料。這樣一算，確實比垂直飛行要更加持久！
③垂直髮射需要更大的速度，因為中途沒有行星為你節省燃料和加速，那麼探測器需要在耗盡之前達到最低逃離太陽系的速度，以地面的發射速度來說，在出大氣層時速度要在50公里每秒以上（綜合地球公轉速度和第三宇宙速度）
但是很遺憾，這麼高的速度目前還達不到
綜上：所以要飛出太陽系的航天器，都不會選擇垂直飛行這條途徑！
期待您的點評和關注哦！
賽先生科普
飛行器未發射前並不是靜止的，而是以地球公轉速度同樣圍著太陽公轉。這個速度遠大於飛行器本身的速度，大約每秒30公里。在這個速度基礎上再加上第二，第三宇宙速度才可以暢遊或逃脫太陽系。垂直飛行則需要飛行器耗費大量能量抵消地球公轉的矢量速度，在目前技術階段太浪費甚至是不可能。就如在高速旋轉的輪盤上，沿旋轉方向甩飛物體很容易（離心力），想垂直甩飛那不可能。
莫憑欄7
人們以為太陽是靜止的，太陽系所有行星圍繞著太陽轉，實際上是太陽位於銀河系懸臂上，太陽帶動整個太陽系圍繞銀河系星核高速繞轉，太陽系的黃道面與銀道面有60度夾角的，只不過銀河系太大了，轉動一圈需要兩億五千萬年。那麼旅行者一號為什麼要在太陽系黃道上飛行，而不是在其他角度和方向？旅行者1號的任務不是單純飛出太陽系，首先是一路拜訪沿途行星，經歷木星土星天王星冥王星，並進行近距離觀察。
後來科學家指令其飛出太陽系，去探測太陽風。第二，旅行者1號研製的時間早，科技沒有現在發達，其攜帶的燃料有限，需要沿途行星引力為其加力，“甩”出太陽系，如果它不按太陽系黃道飛行，上述2個目的都達不到，也失去了其任務意義。第三，太陽系的“勢力範圍“約為4光年，理論上說，旅行者1號飛到它散架了，也飛不出太陽系範圍......
