2020-03-11 06:37:42 佚名

自由的普罗米修斯

旅行者一号在太空中已经飞行了43年之久，按照科学家设计的初衷，它将在浩瀚太空继续飞行长达10亿年之久！2025年人类控制旅行者一号的核电池将彻底耗尽，届时旅行者一号将彻底与人类失去联系，完全自由随机飞行。但是科学家们从来不担心它会撞上任何东西，比如陨石。为何不担心呢？

因为完全没有必要担心，撞上陨石的几率完全可以忽略不计，可以认为就等于零！

上图是太阳系示意图，注意下那个小行星带。在很多人眼里，小行星带里的小行星密密麻麻，飞船经过小行星带时必须小心谨慎，否则就可能撞上小行星。

事实上完全不是那样，示意图只是方便我们理解，与现实相差太大了。现实的情况是，即使是小行星带里，小行星的分布也是非常稀疏的，那里大约有50多万颗小行星，每个小行星之间的距离至少也有2个天文单位，也就是3亿公里，地球到太阳距离的两倍远！

如果按照真实的比例来描绘太阳系，我们根本完全无法画出小行星带！而外太空其他地方则更加空旷，比小行星带还空旷，如此空旷的太空完全没有必要担心任何飞船会撞上陨石等东西。即使科学家们刻意想让飞船撞上小行星，也是很难撞上的！

而现实中，人类发射的任何探测器从来都没有考虑过撞上小行星的问题，这种担忧是完全多余的。而人类发射的探测器当然也从来没有撞上任何小行星。事实上，飞船撞上太空中任何东西的几率比你站在电闪雷鸣的天气让闪电连续击中两次的几率还低很多很多！

宇宙探索

为什么说两架旅行者号撞上任何东西的可能性几乎为零，所以它们能一直飞？

旅行者是二和一号先后于1977年8月20日和9月5日发射，目的都是太阳系外的虚空，但两者在太阳系的路径并不相同，二号遍历了太阳系所有行星，而一号则在1980年11月12日在掠过土星后即离开了黄道面，直接飞向茫茫的宇宙！

但无论旅行二号还是一号，它们都经过太阳系的魔鬼地带-小行星带，这个在太阳系“地图”中看起来密密麻麻布满小行星的区域，相信吃瓜群众都会有一个疑问，为什么旅行者不会撞上这些小行星，难道有导航系统或者雷达在规避这些障碍物吗？

旅行者系列携带的设备

旅行者NASA在六十年代提出的“行星之旅计划”的替代方案，原型是水手号探测器，但因为新增加的设备已经大大超过原型，因此被赋予一个独立的计划“旅行者计划”。

旅行者有几项可以称得上有史以来的装备：

第一个则是超大抛物面通讯天线，直径3.7米，这是所有航天器中通讯天线最大的，因为它需要在到达太阳系外围时仍然需要和地球保持通讯联系。

另一个则是同位素核电池，旅行者1号的吊杆上安装了三个放射性同位素发电机，总功率（有效功率）大约470W，使用的氧化钚半衰期大约为87.7年，从旅行者出发到现在，功率已经大大下降，预计极限维持能到2025年。

旅行者系列的机载电脑则不值一提，因为它无法和现代任何PC相媲美，甚至远不如同年发行的Inter 8086芯片，其实这让大家可以了解，旅行者可能无法做出任何复杂的判断动作，因为它只能满足命令解码、故障检测和校正例程、天线指向例程和航天器测序例程。

没有携带雷达，相机也仅作星光导航或者对天体成像，无法作为避开障碍物使用！简单的说旅行者在设计之初根本就没有考虑过避开小行星等天体，它从发射的那天起就是蒙着眼在飞行的，除了NASA测定它的位置后决定是否修正它的轨道，否则它就是一个十足的瞎子！

旅行者怎么来定位？

虽说旅行者是个瞎子，但NASA显然不是，总不能眼睁睁看着旅行者撞向某颗小行星，尽管在轨道设计的时候已经彻底避开了这些天体，但保不准旅行者在茫茫太空中偏离轨道，而这在太空中比较容易发生的，因为会有累计误差，要理解这个问题，我们来简单了解下旅行者的导航系统。

惯性导航是航天器常用的设备，因为它不需要与外界有任何联系即可感知自身的位置，这对于远在深空执行任务的航天器来说尤其适用，但它有一个致命的误差，即惯性导航系统时间越久，那么它累计误差就会越大，而深空航天器任务周期动辄数十年，所以这个惯性导航最终的误差将会是非常恐怖的！

当然科学家不会傻到用惯性定位走全程，还有常用的行星定位和恒星定位，以及在登月时代兴起的基于甚长基线测量的定位技术（VLBI）的三角差分单向测距，可能大家印象中的VLBI是用于拍摄黑洞照片的，但其实它基于三角差分的原理同样可以用来对航天器定位。

但这也有一个致命的缺点，即可三角差分的底边极限最大就是地球直径，也就是不可能超过1.27万千米，而实际上还达不到这个尺度，因为球面导致极限距离遮挡无法使用，因此这个这个距离连上万千米都达不到，但距离比如到木星轨道附近时即达到6亿千米，土星轨道大约是15亿千米，很明显这个顶角会很小，误差也会越大，因此在土星轨道以外，这个方式将无法再提供高精度定位。

因此几种定位方式并不是单独使用，而是综合各个定位，再对航天器位置坐一个准确的评估，避免单一定位带来的设备误差与累积误差。因此当NASA发现旅行者真的偏离轨道，直直的撞向一颗小行星时，那么NASA必定会发出指令让旅行者启动联氨推进器避开小行星！

太空中天体的真正密度

从太阳系里的小型天体分布密度来看，确实小行星带有大量的小行星需要去规避，但事实上从火星大概2.2亿千米到木星7.8亿千米，中间大约相隔5.6亿千米，这是一个无比广袤的空间。在被已经编号的120,437颗小行星天体中，98.5%的数量位于这里，据天文学家估计小行星带的小型天体数量超过50万颗！

根据这个圆环计算下这些天体的平均距离将会超过1.5个地月距离以上，当旅行者通过地球和月球之间时想必大家应该是不会担心它会撞上地球或者月球，因为这个距离实在是太大了！这还是小行星带，如果柯伊伯带，那么由于柯伊伯带远在30天文单位以外，那空间将会指数级增加，如果旅行者还能撞上哪个柯伊伯带天体，那真是活见鬼了！

但事实上有一个事实我们是无法回避的，太空中高能粒子或者宇宙射线的轰击，或者高速宇宙尘埃袭击，这些都会影响航天器的正常工作，因此作为航天器的电子设备，必须在屏蔽上加固加固再加固，而且芯片都是抗辐射级别极高的，它的性能也大大低于同时代的民用芯片，但工作稳定可靠，在航天器上性能并不是最主要的，持续稳定的工作更重要！

星辰大海路上的种花家

回答这个问题并不难，旅行者一号二号之所以飞行了这么久都没有撞到什么东西，原因就是宇宙中近乎于真空，里面的物质密度极其小，想要在飞行过程中碰见哪怕是一颗小行星都很难，更别说撞击到什么东西了。

旅行者一号和二号在前期的飞行计划中扮演者太阳系行星探测器的作用。在它们完成探测任务后，科学家利用行星的引力弹弓作用，把旅行者一号和二号向着太阳系外“甩”了出去。由于太阳系中行星的分布密度实在是太低，所以旅行者在太阳系内航行犹如“无人之境”，唯一需要小心的就是柯伊伯小行星带，这里面小行星数量相对较多，密度较高，航天器在里面具有一定的撞击概率。但是这里也仅仅是相对而言，如果我们去到柯伊伯带亲眼观察会发现其实这里的小行星还是非常稀少的，想要撞击到里面的小行星，概率极小。

另外，除了太阳系行星密度低是一个主要原因外，旅行者一号二号个头比较小也很重要。就像我们用电子去轰击一个原子，那么识别会和原子发生碰撞，很少能够穿透过原子。但是我们用中微子去轰击原子，却发现中微子可以直接穿过原子。每时每刻，我们身体中都有数千万亿个中微子穿过，原子对于中微子就是透明的。为何会这样呢？就是因为中微子个头小，相对于原子就像不存在一样。其实，我们的旅行者一号二号就像中微子一样，太阳系就像原子一样，旅行者一号二号可以随遇穿越。

在穿越太阳系外后，宇宙中更是没有什么行星了，这时候旅行者一号二号更不会收到什么阻挡了。距离我们最近的星系是比邻星，就这都距离我们4.22光年。也就是说，太阳系方圆4.22光年内，几乎没有任何物质。所以，旅行者一二号可以随意飞行。

科学探秘频道

旅行者号飞行了那么多年，为什么没有碰到过小行星，是旅行者号被设定好自动规避这些小行星吗？

其实并非如此，旅行者二号飞了这么久，并没有规避小行星这一措施。我们熟悉的太空其实是空荡荡的，并不是我们图片上所看到，小行星在太空中飞来飞去，尤其是火星和木星之间的小行星带，有时候图片上看起来是密密麻麻的小行星，让人误以为这些小行星之间靠的那么近，飞行器飞过还不得撞到粉身碎骨。

即使在小行星带这片区域，也是空荡荡，50多万颗小行星分布在每个小行星之间相隔了分布在距离地球2.1-3.6个天文单位之间，这样平均下来，这里的小行星分布是非常稀疏，而旅行者号只不过才不到10米，所以说与小行星向撞的概率也非常小，所以说我们旅行者号也顺利飞过了这个小行星带，而穿过了小行星带，就更加不可能与小行星张撞了。

旅行者号能顺利的再太空飞行这么久，这一点都不奇怪，因为茫茫的太空真的是空荡荡，不像我们日常所看到的图片那样，日常的图片由于比例太小了，但又要显示出来一些特征。所以看到小行星带的图片的时候，可以看见密密麻麻的小行星，以为它们靠的很近，实则不然，它们都离的很远。

科学日记

我认为并不能说撞击率为零，只是撞击机率比较小，科学家们能监测小行星来控制旅行者避开与它们相撞，利用行星的引力改变轨道从而达到速度够快，并且在发射前科学家已经规定好了固定轨道路线，会一直飞往浩瀚宇宙。

科学家如何控制旅行号？

拿旅行者一号来说，1.放置了放射性同位素的温差发动机，这种温差发动机属于无槽电机转子，效应是两种不同金属构成的闭合路线，当温度不均匀就会产生热扩散，形成电场力对电子的作用，形成电能，从而保证了电能供应。2.且搭载了高增益天线（HighGainAntenna）它的辐射方向狭窄能量容易集中某些方向，简单来说这条高增线能对准地球方向就可以接受信号。3。利用哈勃望远镜观测天体，要知道哈勃望远镜可以观测到距离地球134亿光年的星系发出的微光，而观察旅行者一号所飞行的轨道天体之间的变化是完全没有问题的，从而可以避免他们碰撞。

旅行号如何利用行星的引力从而加速飞行？

光要靠飞行器燃料飞行更远是很难的，就算进入太空摆脱了地球引力，最多就达到第二宇宙速度（11.2km/s），这种飞行速度对于星际飞行来说太慢，但是它可以利用行星的引力来改变运动方向从而可以节省燃料，拿美国“机遇”火星探测器来说，飞往火星并不是立刻飞往，要在地球和月球轨道上来回几次，先在地球轨道加速一次，进入月球轨道再加速一次才进入飞往火星轨道，并不是直线飞行，所以旅行号利用行星引力不仅可以避免碰撞还可以加速飞行。

为什么说他们能够一直飞行？

还是要回到旅行者1.2号任务上，它是要探测火星、木星、土星、天王星和海王星为主要目的，但是完成任务的只有2号，1号探测时经过土卫六时受到引力影响，偏离了黄道面，实际已经结束了探测任务，只不过会延着太阳系边缘飞行，前面说到旅行者一号搭载着同位素热电机可以供它们工作到2025年左右，电池耗尽并不代表漂流在太空，它还会靠着惯性继续往太阳系边缘前进。

假设一下旅行号停下来的可能性：

1.在浩瀚宇宙中存在着某种神秘力量或者物质，阻碍旅行号停下来，可能是太阳系边缘飞行星带。

2.在未来里人类发明的太空技术能够追上旅行号把它们收回。

3.在人类文明灭亡后的未来，旅行者被其他智慧生物发现，收取旅行号做研究，让他们知道我们人类文明曾经做出了这件伟大的事。

所以说撞击机率会很小很小，甚比大海捞针还要小，而且经过大大小小的行星都会受到引力场关系，使得不会受到碰撞，但凡真的撞上了，你觉得是什么原因呢？

科乐公园

为什么说两架旅行者号撞上任何东西的可能性几乎为零，所以它们能一直飞？

旅行者号代表着人类探索宇宙的辉煌成就，1977年，旅行者一号和二号由NASA先后发射升空，数据显示到2019年11月，旅行者一号和二号与地球的距离分别为221亿公里和188亿公里，目前旅行者兄弟正以48,000公里/小时的速度向宇宙深处飞去。

虽然旅行者一号和二号是时间最长的一艘探测器，但是探测器内的电量总会有耗尽的一天，到时候我们就会和旅行者号失去联系，最终以恒定的速度飞往宇宙深处。

旅行者号作为人类探索宇宙飞行最远的探测器，在长达半个世纪的飞行中旅行者号没有和任何东西撞上。

这是为什么呢？

首先宇宙中的天体与天体之间空间并不小，以太阳系内来说，动不动就是多少多少万千米，就拿地球和月球之间的距离来说，地月距离38万千米，38万千米是什么概念？它足以塞下太阳系内所有行星。

而“旅行者”号的体积仅仅只有几立方米，所以相对被撞击的可能性是很小的；其次旅行者号在发射的时候，科学家早就考虑到这个问题从而给它制定了飞行路线，还给旅行者装上能够接受和传递信号的装置，可以让人类在地球控制它们。

同时，科学家们还利用哈勃望远镜在地球上观察旅行者号飞行轨道上的天体，这样子就有效地避免了旅行者号和太空中的一些物体发生撞击。

旅行者号动力是什么？

实际上旅行者号之所以能够一直飞行，首先得益于旅行者号上的发射性同位素温差发动机，这种发动机能够在存在温差的条件下而保证供电；

其次旅行者在太空中不需要克服空气阻力而做功，因为旅行者号是通过弹弓效应发射的，只要给个初始速度，飞船就会一直飞下去，如果旅行者号能源耗尽，人类也就接受不到它的信号了。

星球上的科学

旅行者系列探测器由美国宇航局所发射，目的是探测我们的太阳系。不过令人惊喜的是，任务非常的成功。因为有了旅行者号探测器，我们才能知道太阳系的8大行星乃至冥王星所处的柯伊柏天体带。当然了这一部分区域对于整个太阳系来讲，还是太小了，因为太阳系的引力直径约为2光年，也就是说光需要走2年才能彻底的飞出太阳系！

旅行者1号发射于40年前，目前它已经飞出了太阳系的日球层顶，它的下一个目标就是半人马阿尔法星系，当然，这是因为它的设备太久了，已经无法达到返航的目的，至此NASA决定将它抛弃，让它在无尽的太空中遨游。

而旅行者号探测器在飞行的途中为何没有受到陨石和小行星的撞击呢，很多人都说是操控。实际上这是错误的，因为即便是操控，仅仅延迟就得长达几个小时。所以人类是无法实时控制探测器的。但是这就和小行星带一样，我们远远看去感觉小行星带密密麻麻。但是当我们仔细靠近，你就会发现这些小行星都相隔十几公里，因此即便我们飞入了小行星带，也不用担心撞击到小行星的危险。而旅行者探测器同样如此。

在太阳系的外侧，由于这里受到的引力最小，虽然小行星和陨石的速度仍然达到了每小时几万公里，而旅行者探测器的速度约为每小时7万公里。但是它们依然无法相撞，原因在于引力。当然由于美国宇航局也没有透露旅行者号探测器的设备，所以可以猜测，旅行者1号绝对拥有一种自动识别和侦测障碍物的系统，这个系统就是用来提前预防的。

当然另一种太空的原因，毕竟太空太大了，太广了。尤其是到达太阳系的外侧，这是一个巨大的空旷地带，或许那里真的什么都没有，有的仅仅是无尽的太空罢了！

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宇宙V空间

如果说上世纪50年代是苏联航空航天的高光期，那么上世纪60年代到70年代就是美国航空航天的高光期

横贯整个60年代的阿波罗计划让美国成为了迄今为止唯一一个让自家宇航员到过月球并安全返回的国家，70年代旅行者一号和旅行者二号的升空让美国成为了最了解太阳系外侧行星的国家，虽然早在此前先驱者10号就穿过了太阳系小行星带，但不少人还是想不明白两艘旅行者号探测器是怎样在太空“畅行无阻”的。

这个问题的答案可以追溯到太空中的物质密度上来

人类肉眼看见的“空”其实一点都不空，看似空荡荡的地球某处内其实满满都是分子原子，但是在太空中每立方厘米只有几个原子，甚至在个别极端区域每四立方米范围内只有一个氢原子，可谓是“临界真空”了。

旅行者一号和二号作为首批利用大行星引力弹弓效应加速的飞船，在物质密度极低的太空中可以长期保持初速度而不减速，所以升空近半个世纪以来旅行者一号和二号的速度并没有明显下降，理论上它们可以一直以目前的速度飞行，直到被外星文明或者未来的人类文明亦或者其他天体捕获。

在我们的太阳系内，形形色色的天体之间的距离是非常大的，地球和月球之间38万公里的距离足以塞下太阳系所有行星，而“想象中”密集的小行星带其实小行星间的距离也非常非常大，人类的探测器穿越小行星带就像航母穿过太平洋一样畅通无阻。

截至目前旅行者一号是距离地球最远的探测器，从地球发出的无线电波以光速飞行20多小时才能追上旅行者一号

宇宙观察记录

人类向太空发射的众多探测器，目前为止还没有一个专门为之设计过防御撞击的装置。也就是说，科学家们在设计的时候，就没有考虑过它们会被地外小行星或者彗星等撞击的机率，主要原因就在于这种被撞击的机率非常之低，几乎可以忽略不计。

旅行者1号探测器于1977年发射，其主要任务是为了探测木星、土星大气层以及它们的卫星基本情况，其动力来源是通过放射性元素衰变带动的温差发动机。在完成预定任务以后，旅行者1号依靠仍然在持续工作的动力来源，并且依托着土星的引力弹弓效应，继续向着太阳系边缘行进，目前行进速度大约为每小时5.5万公里，距离地球210多亿公里。

旅行者2号探测器也是于1977年发射，它的目标方向也是沿着旅行者1号的轨迹向深空行进，除了探测木星和土星以外，它还对更遥远的天王星、海王星进行更加深入地探测，其动力来源和1号一样，也是以放射性物质的衰变产生的能量为动力，目前距离地球约180亿公里。

为什么包括两个旅行者号在内的众多探测器不会被小行星等撞击到呢？主要原因还是星际空间中的物质密度非常低。拿太阳系的小行星带来看，虽然科学家估计小行带里大约有50万颗小行星之多，但火星和木星之间的距离高达5.6亿公里，按照平均来计算，在这么大的一个圆环区域内，每颗小行星之间的距离起码在50万公里左右，也就是说超过了地球和月球之间的距离，再加上小行星以及探测器本身的体积也非常小，因此，即使太阳系中我们看来星体密度最大的区域－小行星带，其实身在其中仍然会发现是非常空阔的，探测器撞上小行星的几率是非常小的，就好比两粒沙子，从相距上万公里的两个地方相向而行，想要它们碰上的难度可想而知。过上很长时间以后，两个探测器将会来到太阳系边缘的柯伊柏带，那里的星际物质更加稀少，被小行星等撞击的概率就会更低。