03.05 旅行者号的能源是什么,它在飞行的过程中如何躲避其他星球的引力和障碍物?

licechen91



这是来自于一个遥远的小世界的礼物。它是我们的声音、我们的科学、我们的意志、我们的音乐、我们的思考和我们情感的象征。我们正在努力地延续时日,期盼着能够和你们共享时光。我们希望有朝一日解决了所有面临的困难之后,能够置身于银河系文明世界的共同体中。这份信息将把我们的希望、我们的决心、我们的善意传播在广阔而又令人敬畏的宇宙中。

--1977年6月16日于白宫🎵


喜欢旅行者探测器的小伙伴们一定会记得,这段话是40年前美国太空总署(NASA)发射的旅行者探测器(Voyagr)上所携带的镀金铜质唱片上,当年的美国总统吉米·卡特给外星人的致文。

从1977年到现在已经是40年的时间过去了,旅行者探测器1号仍然是以每秒16.5公里的速度,飞行在距离地球140个天文单位的宇宙空间中。

在我们的太阳系里面,行星的轨道以及引力,成为了众多飞行器难以冲出太阳系的障碍,然而在上个世纪的70年代中期,却出现了一次难得的机会,太阳系行星的运行轨道恰到好处地为发射的飞行器让开了一条路。于是,在那个时候的美国太空总署用了5年的时间,制造出了两个相同的探测器,也即是今天的我们所常常提起的旅行者探测器1号和旅行者探测器2号,两个探测器的重量均为722千克,之所以美国的太空总署制造出了两个相同的探测器的原因在于:为了保证探测计划能够得以完美地进行。其中的一个探测器坏了,还有第二个探测器可以顶上,当然,如果不是当年的美国政府并不看好该项探测计划,美国太空总署所争取到的资金太少的话,估计今天的太空中,旅行者探测器也就不止是1号和2号了。


旅行者探测器2号比旅行者探测器1号早升空了半个月,于1977年8月20日上午在美国的卡纳维拉尔角发射。相隔两周后的9月5日,旅行者探测器1号被搭载在一枚泰坦3号E半人马座火箭上发射,也顺利升空了。发射上空后的两个旅行者探测器围绕着地球轨道运行,此刻它们的速度与地球公转的速度相近,大概为36千米/秒,一切就绪后,探测器开始点火加速,大概是以42千米/秒的速度离开地球。为了成功地逃离太阳的引力作用,美国的太空总署一次性地给足了两个探测器足够强大的初始速度,也即是我们常常提起的“逃逸速度”。经过加速之后的两个探测器达到了相应的逃逸速度,然后也就不再需要任何动力地飞行下去了,因为宇宙空间中没有空气阻力和重力的影响,任何的飞行器只要能够成功地摆脱太阳的引力,都可以在不借助引擎动力的情况下飞离太阳系。当两个旅行者探测器到达木星轨道附近的时候,由于太阳的引力,速度大概仅剩9千米/秒,在这个时候,旅行者探测器依靠木星的引力,从木星的边上擦肩而过,将速度提升到了大概25千米/秒,利用这种反复地在各个行星过上“打水漂”的方式来获得加速力的方法,旅行者探测器1号终于在2012年8月25日成功地离开了太阳系,开启了人类正式进入宇宙深空的旅程,而此刻的旅行者2号也正在行星的平面向南移动,再过几年也要离开太阳系了。

为两个旅行者探测器提供能源供应的,是两个探测器上所各自搭载的一个核电池,事实上也就相当于一个小型的核反应堆,相关的运行原理如下:环238衰变成其他同位素释放出热量,能量源和一系列热电偶相连,热电偶通过把热源和冷槽分开发电。钚238的半衰期是87.7年,两个旅行者探测器在获得“逃逸速度”之后,都有一半能量剩余,可以确保核心设备供电直至2036年,但是即使能量耗尽了,对于旅行者探测器的飞行也没有太大的影响,旅行者探测器仍然会沿着它们的轨迹一直地飞行下去,遗憾的只是它们将再也无法传送任何的信息回来。

由于旅行者探测器在太阳系内飞行的轨道是在它们被送上太空之前就已经被设计出来的,因此,基本上排除了任何与大型天体相撞的可能性。


拉拉酋长


答:旅行者1号使用的是核电池,一共两颗“钚放射性同位素电池”,随着时间的流逝,核电池的输出功率也有所减弱,预计到2025年,旅行者一号将失去所有动力。




旅行者一号在飞行过程中,无需有意去躲避任何障碍物。

因为按照旅行者一号的飞行路线,路线中没有任何密集天体区域,而宇宙是相当空旷的。所以旅行者一号碰到障碍物的概率,几乎和你买一注彩票,然后中二等奖的概率差不多。




旅行者一号在离开八大行星后,就不会再有加速过程,完全凭借惯性在运行,目前旅行者一号的速度为17Km/s,已经超过了太阳系的逃逸速度,所以终有一天,旅行者1号会完全脱离太阳系,飞往无限深空。



按照目前的飞行路线,旅行者一号是在太阳系公转的前方,预计7万年后经过半人马三星,最后朝着银河系半人马座星团方向飞去。

如果有可能,未来人类能发明曲速技术,说不定还能追赶上旅行者一号呢!


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艾伯史密斯


目前,已经发射升空41年的两艘旅行者号无人探测器正在飞离太阳系,旅行者1号以17公里/秒的速度(相对于太阳)沿着蛇夫座方向飞去,旅行者2号以15.4公里/秒的速度(相对于太阳)沿着孔雀座方向飞去,它们都已经距离地球非常遥远。

如果题主问的是旅行者号的动力来源是什么,它们现在的飞行其实不需要动力,只要依靠惯性就行,因为在真空的太空中没有阻力作用,它们只要克服太阳的引力束缚就行了。旅行者号探测器先用火箭加速到很高的速度,然后再借助木星和土星的强大引力进一步加速,直至最终达到太阳系的逃逸速度,这样飞船就可以无动力飞出太阳系。

目前,旅者号探测器还与地球上的控制中心保持联系,探测器上的设备电源来自放射性同位素热电机,该电机可以把放射性物质衰变所产生的热能转变为电能。据估计,旅行者号上的发电机还能再继续工作多年,这已经大幅超出它们原本的设计寿命。此外,旅行者号探测器上还携带着轨道修正推进器,可用于调整探测器天线的朝向。

在旅行者号探测器发射之前,科学家就已经提前为它们设计好飞行路线,可以使它们在飞行过程中不会与其他行星相撞,并还能对行星进行探测。虽然太空中的小天体很多,但太空其实非常广阔,旅行者号探测器撞上它们的几率极低。只要给予足够多的时间,这两艘探测器将会安然无恙地飞出太阳系,它们将代表人类飞向茫茫宇宙之中。


火星一号


知道如来佛的佛掌故事吗?!如来对孙悟空说:你飞不出我的手掌,孙悟空不服,跳到如来手掌上一个筋斗飞到五座山脚下,以为到了天边,于是在山脚下撒了泡尿做了个标记以证明自己到了天边,就对如来说:我已经到了天边,还在那里做了个标记。如来说:臭🐒,你在我指间撒了一泡尿,敢说到了天边,看我怎么罚你。如来翻过手掌将悟空压在了五行山下。这飞太阳系的故事几乎是如来佛掌故事的翻版。😺😺


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