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现在旅行者1号航行速度有多快?
2022-09-22

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图解:旅行者1号探测器

为什么旅行者一号现在以每秒17千米的速度航行?

在电影和电视上,科幻小说中的宇宙飞船经常被看成一直在燃烧着的引擎,并朝着他们喜欢的任何方向飞行。他们之所以能做到这一点,是因为科幻小说中的太空船忽略了燃料质量之类的东西。在现实生活中,从地球轨道发射出去的航天器几乎没有产生推力的动力。宇宙飞船太小了,不能装大的推进剂罐。因此,为了确保航天器能够到达目的地,我们必须让发射航天器火箭的上层推动航天器以同样的速度前进,即使在重力不断消耗的情况下,航天器仍将继续向外移动,直到达到目标。

图解 :用于旅行者号的直径3.7米(12英尺)高增益抛物面天线

旅行者号离开地球轨道时,以地球轨道速度(约30km/s)的日心速度(约6km/s)加上运载火箭半人马座提供的加速度(约6km/s)进入太阳轨道。于是,旅行者号开始了它的旅程,沿着一条围绕太阳的弯曲路径行进,不断向外移动,爬出太阳的引力井。来自太阳的引力加速度不断地使旅行者每秒钟减速一小部分。当它的轨道与木星轨道相交时,旅行者号已经减少了26公里/秒的速度,并以10公里/秒的速度行驶。

图解:RTG燃料容器示意图,绘出了钚-238氧化物球体

美国航天局的聪明人设计了这样的轨道,当旅行者号通过木星时,他们通过被木星拖拽获得了一些速度。这叫做重力辅助。旅行者2号从木星的重力辅助系统中获得了大约18千米/秒的速度。当它到达土星时,旅行者2号已经降低到略高于16千米/秒的速度。它从土星获得了另一个重力辅助,上升到大约34千米/秒。它在天王星和海王星又一次这样做了。当它离开海王星时,它的速度只有29千米/秒。旅行者1号有一个不同的轨道,没有与天王星或海王星会合,它以更快的速度向外移动。

图解:在2007年7月7日,先锋号和旅行者号的位置和追踪。图片指出了旅行者2号比先锋11号远并且由于其-55度的偏角只能表示在图片中的一个位置,而旅行者1号则是因为太过于遥远而只能表示在图片中的另一个大略位置

那是29年前的事了。从那时起,航海家们每天都在弯曲的道路上继续航行,这使他们离太阳越来越远,从那时起,他们每天失去一点动力,并且随着太阳继续拉着他们,速度逐日减少。但是,当他们离太阳越来越远时,来自太阳的引力会越来越弱,从而减少旅行者所经历的减速。如今,旅行者2号的速度约为15.4千米/秒,旅行者1号的速度约为17千米/秒。

这是一张图表,显示了旅行者2号自发射以来的速度变化。想象一下旅行者1号是相似的,但是没有天王星和海王星的分道。

黄线表示旅行者的速度。绿线显示了太阳系在那个距离的逃逸速度。由于旅行者的速度比逃逸速度要快,太阳永远不会使旅行者的速度降到零,然后再掉入太阳系。

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图解:旅行者1号、2号的飞行路线和日程

旅行者1号是美国宇航局于1977年9月5日发射的太空探测器。作为研究外太阳系的旅行者计划的一部分,旅行者1号在其双胞胎旅行者2号16天后发射升空。截至2019年8月4日,该航天器已运行41年10个月30天,仍与深空网络通信,接收常规指令并向地球传输数据。截至2019年7月11日,它距离地球146au(218亿公里;136亿英里)是距离地球最远的人造物体

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图解:旅行者1号靠近太阳的情形

参考资料

1.维基百科全书

2.天文学名词

3. Quora Contributor-forbes-言雨非

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