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宇宙探測器飛出太陽系沒有

生活 更新时间:2024-07-20 09:28:51

在現代天文學中,人們公認世界上第一台天文望遠鏡是在1609年,由伽利略成功制作而來。也正是從那之後,人類開始真正意義上對太空進行觀察和探索。可誰也沒有想到,随着太空探索的深入,宇宙的奧秘遠遠超出了人們的想象。曾經的地心說和日心說依次被推翻誰也不知道宇宙的邊界究竟在哪裡

為了在人類“有生之年”成功找到答案,美國人在1977年9月5日向太空發射了名為旅行者一号的太空探測器。時至今日,旅行者一号探測器已經抵達了216億千米之外的星空,可最終得出的結果卻讓人十分的沮喪。以現如今人類科技所做出的努力來看,我們根本無法飛出太陽系。

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太陽系的界定

太陽系是以太陽為中心,八大行星圍繞太陽運轉的一個天體系統。在這之中,當然還包括了一系列的衛星,矮行星,小行星以及星際物質。可除此以外,太陽系的影響範圍是否就到此為止了呢?

2006年8月24日,國際天文學聯合會大會召開之後,來自世界各國的天文學家們經過投票表決,将冥王星降級為矮行星。也正是從那個時候開始,太陽系九大行星的說法轉換為了八大行星。可事實上,也正是因為對行星的熟悉,所以在許多人眼中,似乎八大行星或者“九大行星”便是太陽的邊界

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其實不僅是普通人會有這樣的認知,曾經許多天文學家又何嘗不是如此。然而随着時間的推移以及觀測技術的發展,人們在太陽圈的外圍觀測到了一個新的球體雲,并将這個球體雲命名為奧爾特雲

值得一提的是,在人類直接觀測到奧爾特雲之前,其實就已經有天文學家對這個天體的存在提出的猜想。早在1932年,愛沙尼亞天文學家恩斯特·朱利葉斯就曾表示,我們人類所觀測到的所有彗星,或許都是來自于太陽系外層的一個未知的天體。而這個天體的存在狀态,可能和我們印象中的天體會有所不同。

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最終事實證明,恩斯特·朱麗葉的猜想雖然并不準确,但他至少提出了一個方向,同時也讓後來的天文學家們對這個未知天體展開了更加詳細的研究。等到了上個世紀八十年代初期,研究學者們開始修正有關于奧爾特雲的一切現象和“定理”,更加客觀地描述了它的存在。隻可惜在人類探測器沒有到達這裡之前,我們對奧爾特雲的認知也就此為止。

至于為什麼說人類無法飛出太陽系,其實主要原因也在于奧爾特雲的存在。要知道旅行者一号盡管已經到達了216億千米之外的星空,可這也不過是剛剛穿越太陽圈而已。而根據觀測結果顯示,奧爾特雲的範圍大約是在距離太陽1光年到1.87光年之間。

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就這一點來看,以旅行者一号的速度根本不可能成功地穿越如此之長的距離。除此以外,科學家們對旅行者一号早已做出過預測,大概在2025年之後,它就會徹底和我們地球失去聯系,完成一個漂浮在太空中的“流浪探測器”。對于這樣殘酷的現實,科學家們也沒有任何解決方案。

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旅行者1号

事實上,不僅是奧爾特雲距離的影響,人類現如今的科技發展同樣限制了我們飛出太陽系。許多人都知道迄今為止,旅行者1号仍然是世界上飛的最遠的星際探測器。可有關于旅行者1号的飛行動力以及為什麼能夠飛行如此之長的時間跨度,絕大多數人都不太清楚。

要知道旅行者自1977年9月5日就離開了地球表面,如果真的如同科學家們預測的一樣,能夠一直工作到2025年的話旅行者一号就整整工作了48年的時間。太空中根本沒有任何動力來源,僅僅隻是依賴于旅行者一号自身攜帶的核電池,根本不可能運行這麼久。

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而之所以會出現這樣的情況,主要在于旅行者一号以及同期發射的旅行者二号,其實都借助了行星之間的“引力彈弓效應”。簡單來說,這種效應就是利用行星的重力場來給太空探測船提供加速度。在這個過程之中,探測器本身不用做功,隻需要跟着引力的軌迹前行就可以了。

也正是因為這種特殊效應的存在,所以旅行者一号的飛行時間才能不斷延長。隻可惜在不久的将來,旅行者一号所攜帶的核電池,還是會耗盡所有的電量。在我們生存的地球之上,有關于“核”的一切物質,似乎都有十分強勁的能量。可到了太空航行之中,核能量還是有些微不足道。

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人類想要成功的飛躍太陽系,除非能夠尋找到另外一種能夠長時間支持探測器飛行的動力來源。要知道在探測器借助引力效應的同時,行星幾何排列現象也尤其重要,隻有出現了這種特殊的排列現象時,太空探測器才能最大限度的節約能量

然而在太空探索上,不可能所有事情都順風順水,行星幾何排列平均176年才會出現一次,我們總不可能每一次都将希望寄托在這種外力幫助上。所有尋找新的持續工作的能源就顯得異常重要。

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當然了,我們在讨論這件事情的時候,千萬不要幻想着在探測器上安裝發電機。能量守恒定律從來不會讓人有“可乘之機”,認真研發新型燃料以及能量來源,這才是我們真正應該努力的方向。

除此以外,其實我們還可以加深對宇宙引力的理解。要知道許許多多的彗星在太空之中飛行,自身是沒有任何動力裝置的。在這一點上,或許我們也可以進行相關的思考,讓我們人類的太空探測器,在可控的前提下,如流星般滑向宇宙深處。

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速度要求

有了足夠的動力資源,穿越過太陽系自然就是可以預見的現實,可這個時間跨度是否過長了些?以旅行者一号的飛行速度為例,現如今能夠達到的速度為每秒十七千米。就這個速度而言,絕對超過了地球上所有交通工具的運行速度,可在太空之中,這樣的速度依舊不夠看。

當有關旅行者一号已經飛出太陽系的言論出現之時,北京天文館館長朱進就第一時間做出了回應。以目前的速度來看,旅行者一号想要真正離開太陽系,至少還需要3萬年左右的時光。

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可我們人類是否能夠在太空之中支撐3萬年的時間呢?答案自然是否定的。想要能夠在短時間内飛出太陽系,我們需要提升的速度絕對不是常人所能夠想象的

不過值得一提的是,在不同的天文學家眼中,對于太陽系的界定劃分不一樣。這也是為什麼有不少天文學家,堅持認為旅行者一号已經成功飛出太陽系的重要原因。可事實上,我們想要真正地見到太陽系之外的太空,就不得不突破奧爾特雲的阻礙,這和不同的界定劃分并沒有什麼沖突。

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除此以外,當速度真的達到了光速或者接近光速的時候,我們還要做到避免與太空中的其他天體碰撞的事件發生。宇宙的确遼闊無垠,可假設真的出現了這樣的情況,那人類根本沒有任何反應時間和反應能力來應對這樣的情形。

可怕的相對運動

從17世紀開始嘗試地外探索一直到今天,在幾百年的時間跨度裡,人類能夠讓太空探測器的速度達到17km/s,其實已經算是一個很不錯的成就。可當我們将視野放在天體運動速度上時,17km/s的速度根本不算什麼

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根據研究資料顯示,地球在宇宙中的移動速度大約為600km/s,而太陽系在宇宙中的移動速度也高達240km/s。在這樣的情況下,當探測器突破了太陽系的影響範圍之後,究竟會以一個怎樣的速度繼續前行,這是我們無法預測的。

舉一個簡單的例子,整個太陽系就像是一趟在宇宙中前行的高速列車,而我們人類隻不過是列車上的乘客。我們現如今所發射的太空探測器在太陽系中運動的情形,其實也就像人類在高速列車内部的不同位置上走動而已。可一旦我們所發射的探測器以某一個速度離開了這列列車,它又會如何運動呢?

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如果是在地球上,當速度相同的時候,我們會和物體處于一種相對的平衡狀态之中;當物體速度小于列車速度之時,會很快被甩在列車身後;隻有當速度大于列車的速度,才會沖在列車之前。可如果是在太空之中,誰也無法預料可能會發生的情況。

也正因如此,太空探索遠比普通人想象的困難得多。當我們将速度,能量以及時間等一系列問題解決之後,宇宙中的引力的影響,也會給我們帶來一定的困擾。我們相信在未來的某一段時間内,人類或許真的有機會能夠成功的飛出太陽系,但這個時間究竟什麼時候到來,誰也無法保證。

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結語

很多人會想,我們為什麼要不停地尋找地外星球或者地外生命呢?隻要好好地保護我們賴以生存的地球不就可以了?。事實上,這主要有以下幾方面的原因。首先是對地外探索的認知,本來就是人類好奇的天性,也是我們必須要經曆的一個過程;其次則是防患于未然,在未來可能發生些許變故的時候,我們能夠及時地逃離險境。

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不僅如此,以霍金為代表的一些科學家還都提到,宇宙并非是平靜的宇宙中的危險也絕對遠超人們的想象。在這樣的情況下,如果我們對宇宙沒有任何一點了解,沒有任何一點防禦能力,文明的消逝也不過是彈指一瞬間。因此,發射探測器前往外太空,絕對是十分有必要的。雖然現如今我們并沒能取得多少成就,但這美好的願望,必将激勵一代又一代人為之努力奮鬥。

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