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我们的太阳系究竟有多大?人类飞行器飞出太阳系了吗?还要多久?

    人类飞离地球最远的探测器,是旅游者一号了

    旅游者一号已经在太空中飞行将近41年了,距离地球远达211.4亿千米!

    还是没有飞出太阳系,那麼太阳系终究有多大呢?它的边缘又是什麼呢?

    一、真正的太阳系比我们想象中大得多!

    太阳系

    通常认为,冥王星是太阳系最外围

    科学发现,还有矮行星,在柯伊伯带内

    什麼是柯伊伯带?

    柯伊伯带是太阳系在海王星轨道(距离太阳约30天文单位)外黄道面附近、天体密集的中空圆盘状区域。柯伊伯带的假说最初是由爱尔兰裔天文学家艾吉沃斯提出,杰拉德·柯伊伯(GPK)展开了该观念

    柯伊伯带被以爲包括许多微星,它们是来自环绕着太阳的原行星盘碎片,它们由于未能成功地结分解行星,因而构成较小的天体,最大的直径都小于3,000公里

    柯伊伯带,有时被误以爲是太阳系的边界

    但太阳系还包括向外延伸两光年之远的奥尔特星云

    早在上世纪50年代,柯伊伯和埃吉沃斯(Edgeworth)就预言:在海王星轨道以外的太阳系边缘地带,充溢了宏大冰封的物体,它们是原始太阳星云的残留物,也是长周期彗星的来源地

    在柯伊伯带之外还有数以亿计的太阳系小天体,这些数不清的太阳系小天体之外还有一层奥尔特星云,在奥尔特星云之外就是太阳系外了

    图解:奥尔特云及柯伊伯带示意图

    奥尔特星云又是什麼呢?

    奥尔特云(Oort Cloud)是一个如果突围着太阳系的球体云团,布满着不少不生动的彗星,距离太阳约50,000~100,000个天文单位,最大半径差不多爲1光年,即太阳与比邻星距离的四分之一。天文学家普遍以爲奥尔特云是50亿年前构成太阳及其行星的星云之剩余物质,并突围着太阳系。复杂来说就是奥尔特星云包裹在太阳系之外的一层云团

    奥尔特星云

    太阳系边缘,就是奥尔特星云了

    但无法认证,太远了目先人类探测器最远也就抵达柯伊伯带

    以旅游者一号如今的飞行速度还要等300年才到奥尔特星云呢!

    .穿越奥尔特星云还需3万年,所以说真正的太阳系比我们想象中大得多

    图解:理论上奥尔特云的距离与太阳系其他结构的大小对比

    二、飞行了四十年的飞船, 本以为飞出了太阳系, 结果令人无语!

    如果把太阳系范围定义到奥尔特云(距离太阳大约1光年),那么目前没有飞行器飞出太阳系,但是有4个飞行器,正在驶出太阳系的路上

    它们分别是:旅行者一号、旅行者二号、先驱者10号、先驱者11号,四个都是NASA发射的

    旅行者一号

    这是目前飞得最远的飞行器,1977年发射,在2012年飞出日球层(太阳风顶层),目前距离地球212亿公里(2018年7月数据),速度17公里/秒

    旅行者1号用了41年的时间,只飞了0.0022光年;飞出太阳系(奥尔特云为边界)还需要2万年的时间,预计7.3万年后会经过半人马座三星,然后朝着银河系中心飞去。

    旅行者二号

    旅行者二号,原本先于旅行者一号半个月发射,但由于比旅行者一号多探测了天王星和海王星,所以驶出太阳系的进度,反而比旅行者一号慢

    旅行者一号和旅行者二号,两者互为备用飞行器,所以功能上是差不多的,令人欣慰的是,两个飞行器都基本完成了主要任务,然后都朝着太阳系外驶去

    旅行者二号,目前的速度是15.5公里/秒,距离地球约140亿公里

    先驱者10号

    先驱者10号在1972年发射,比旅行者1、2号还要早五年,它的主要目的是探测木星,达成任务后继续飞向海王星和冥王星,然后朝着太阳系外飞去,目前速度约5公里/秒

    先驱者10号的计划服役寿命是4年,但真正服役了11年,期间向地球传回数千亿条信息和照片;在2013年,地球收到先驱者10号最后一条信息后,完全失去了联系

    根据失联前的飞行数据,预计6万年后飞出奥尔特云,然后朝着银河系外围飞去(与旅行者1号的方向相反)

    先驱者11号

    先驱者11号在1973年发射,主要目的也是探访木星,和先驱10号形成互补

    主要任务达成之后,先驱者11号以11.4公里/秒的速度,向天鹰座方位驶去,目前距离地球约93亿公里,预计3万年后飞过奥尔特云,然后朝着银河系中心驶去

    好啦!我的内容就到这里,喜欢我们文章的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!

    三、人类为什么飞不出太阳系?

    目前为止,人类现在为什么飞不出太阳系?

    在银河系内一千多亿颗恒星中

    太阳只是普通的一员,它位于银河系的对称平面附近

    距离银河系中心约26000光年,在银道面以北约26光年

    它一方面绕着银心以每秒250公里的速度旋转,另一方面又相对于周围恒星以每秒19.7公里的速度朝着织女星附近方向运动

    飞得最远的人造探测器是旅行者1号

    这是由美国宇航局研制的一艘无人外太阳系空间探测器

    从它发射升空至今,已有40多年

    目前它已经进入太阳系最外层边界,处于太阳影响范围与星际介质之间,即将时入星际空间旅行

    一般冥王星并不被认为是太阳系的边界

    因为冥王星周围和之外还有很多绕太阳转的星体,形成柯伊伯带和奥尔特云

    旅行者1号已经走到星际空间,实际上指的是旅行者一号离开了日光层(离太阳150亿公里),也就是太阳发射的带电离子形成的带电离子泡

    旅行者一号周边的带电离子密度和星际介质已经基本相同,但是旅行者一号仍然在太阳的引力范围之内

    人造飞船现在为什么飞不出太阳系呢?

    需要注意的是,理论核算得到的太阳系引力规模为15~23万天文单位,而1天文单位约1.496亿公里,1光年约9.46*10^12公里

    至少2亿光年以上

    按照光速300000km/s来算,飞船速度按光速来设计,至少也得几万年或几十万年的量级单位

    目前宇宙飞船最高的速度也只有两三万公里一小时

    光速可是30万公里一秒

    我们现在的最快速度相当于光速的0.003%

    从地球到太阳,几亿公里的距离,光只需要八分钟

    我们的火箭等却需要一年.

    从地球到冥王星50亿公里,光只要四五个小时

    火箭却好几十年

    有没有办法实现高速飞船?

    核动力飞船

    有很多局限,核燃料储存、使用、辐射防护都是个非常大的难题

    目前不具备工程可行性

    像三体那样,在未来用氢聚变推动飞船,是比较可能实现的技术

    激光推动飞船

    但是这要求飞船有很大的激光反射面,俗称光帆

    这个光帆有多大呢?

    有人计算过,如果实现星际航行所需要的光速1/3,激光反射面也就青海省大小

    考虑到工程可能性和建设大功率激光电站的花费,这个也不现实

    动力问题,舱内生存条件问题,即便将来能解决,但超远距离的信号传输衰减和延迟问题是一道过不去的坎

    还能否活着回到地球,都是个未知数!

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来自:环球苍蝇  > 科学常识
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