太陽系示意圖
喜愛看天文知識的朋友們會經常看見這張圖片。這是太陽系的示意圖。從這張圖上我們獲知，太陽位於太陽系中心的位置上，八大行星在各自的軌道上圍繞著太陽公轉，並且它們的公轉軌道都在同一個平面上。太陽系好像是“扁平”的。
我相信很多朋友和我一樣看了太陽系示意圖後會產生這樣的想法。既然太陽系是“扁平”的，那麼我們讓太空探測器垂直於太陽系平面飛行，豈不是更容易得飛出太陽系呢？
旅行者號太空探測器
因為有了這種想法，旅行者號太空探測器的飛行路線就讓我們無比困惑。可以說它是沿著太陽系“平面”飛行的。它現在都已經飛了快44年了，還沒有飛出太陽系呢！科學家為什麼不讓旅行者號太空探測器垂直於太陽系的“平面”飛出太陽系呢？
旅行者號飛行路線
以前的時候我也非常困惑，現在終於搞明白了。咱們一起來聊聊這個問題。
發射太空探測器的目的
我們為什麼要發射太空探測器呢？我們要探索火星，那就向火星發射一個探測器。我們要探索木星，那就向木星發射一個探測器吧。總之，我們發射太空探測的目的就是為了探索太陽系中的個星球的，並不是為了想要飛出太陽系的。因此，我們發射太空探測器的路線就得沿著行星軌道運行的平面飛行。
旅行者1號和旅行者2號也擔負著探測太陽系八大行星的使命。因此它們也得沿著太陽系行星軌道平面飛行。
旅行者2號和海王星
旅行者號太空探測器發射日期很有意思。旅行者1號和旅行者2號太空探測器分別發射於1977年9月5日和1977年8月20日。它們為什麼會在這一年發射呢？
科學家發現，在這一年，太陽系中的八大行星運行到了一個非常奇妙的位置上。這樣，科學家只需要發射一枚探測器就可以一次性地拜訪太陽系中的所有行星。這可真是一個千載難逢的好機會啊！如果錯過了這次機會，人類還要再等上179年。
旅行者號
因此旅行者號在1977年上路了。為了保險期間，美國發射了旅行者1號和旅行者2號兩個探測器。
行星的引力彈弓效應
太空探測器要飛到距離地球遙遠的行星那裡可不是一件容易的事情。它得具備非常高的速度。如果只憑借火箭那點化學燃料賦予它們的速度是遠遠不夠的。因此它們還得需要額外的加速。這個額外的加速來自於行星的引力彈弓相應。
旅行者號藉助土星引力彈弓效應
引力彈弓效應就是利用行星的引力場把太空探測器甩出去，以此達到給探測器加速的目的。我們可以想象一下我們小時候玩的彈弓。彈弓可以把石子兒彈射到很遠的地方。利用行星的引力給旅行者號探測器加速，它就有能力飛到木星、土星、天王星、海王星那裡了。
而事實上，旅行者號在經過幾次行星引力加速後，速度已經達到了每秒鐘17公里，即每小時61200公里。這個速度已經達到了飛出太陽系的第三宇宙速度（16.7公里/秒）。它飛出太陽系是遲早的事情。
引力彈弓效應
因此，旅行者號探測器沿著太陽行星軌道平面飛行過程中可以一邊探測各大行星，一邊利用行星的引力進行加速，可以說是一舉兩得。
反過來如果它垂直於行星軌道平面飛行會怎樣呢？很顯然，它不可能達到飛出太陽系的第三宇宙速度，就永遠飛不出太陽系。
我們被誤導了，太陽系不是扁平的。
太陽系示意圖會讓我們誤以為太陽系是扁平的。但實際上太陽系不是扁平的。雖然太陽系的八大行星基本上是在一個平面上的。但是太陽系八大行星可不是太陽系的全部。
太陽系
在海王星軌道外側的柯伊伯帶可不是扁平的，它的形狀像一個甜甜圈或者是游泳圈。在柯伊伯帶的外面還有一個奧爾雲。它是一個包裹著太陽系的球狀雲團。這裡才是太陽系的邊緣。科學家估計從太陽到奧爾特雲距離可達1光年。相比之下，海王星到太陽的距離僅僅是太陽系邊緣奧爾特雲的十萬分之五。
奧爾特雲和整個太陽系
況且，太陽的引力是面向四面八方的宇宙空間的。因此，太空探測和宇宙飛船的速度如果達不到第三宇宙速度，不管它往哪個方向飛都是飛不出太陽系的。
而以人類現在的科技來看，如果不借助於行星的引力彈弓效應加速，想飛出太陽系是不可能的事情。
現在大家是不是明白旅行者號為什麼不垂直於太陽系平面飛行的原因了吧？
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太陽系是扁平的，探測器垂直太陽系平面飛行，更容易飛出太陽系嗎
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