旅行者号怎么获得旅行者1号为何被“降速”

admin 知识 2024-01-04 956 0

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旅行者1号为何被“降速”

减速是合理的，不减速才是有情况。

为什么这样说呢？这是因为旅行者1号一直在与太阳引力相抗衡，它于1977年发射后在太空中飞行了40多年了，每时每刻都在与太阳引力对抗，因为他是太阳系里的飞行物，就必须受太阳引力约束。

根据爱因斯坦广义相对论，引力是具有质量的物体对周边时空的扰动，大质量天体的这种扰动表现为时空漩涡或者时空陷阱，逃脱时空陷阱的唯一办法就是速度，这种速度就是逃逸速度。因此旅行者1号要逃脱太阳引力陷阱，就必须达到超过逃逸速度的速度。

万有引力的的大小是与相互吸引物体质量乘积成正比，与距离平方成反比的，因此距离越远，太阳对旅行者1号的引力就越小，所需要的逃逸速度就越小。

太阳表面的逃逸速度为每秒617.7公里，也就是如果旅行者1号如果从太阳表面发射，需要达到每秒617.7公里的速度才能够逃脱太阳引力。但在地球轨道这个距离发射，借助地球公转速度每秒约30公里，只要再加16.7公里，就能够逃出太阳引力。如果距离太阳更远，太阳引力影响就更小，这个逃逸速度就更小了。

旅行者1号发射时并没有这么高的速度，是在经过木星和土星时利用其引力弹功效应得到的加速度，才达到飞出太阳系的逃逸速度的。现在旅行者1号距离太阳217亿公里远了，飞行速度为每秒17公里，在那个位置这样的速度是足以逃脱太阳引力的。

但引力是一种长程力，理论上作用距离无限远，因此太阳对旅行者1号的引力拉扯力永远存在。

现在旅行者1号的已经没有任何重力，已经完全依靠惯性飞行，因此在太阳引力拉扯下，会慢下来这是趋势。但在这么远的距离，太阳对旅行者1号的引力已经很小了，对其速度影响也就很小了。

根据NASA公布的旅行者1号飞行数据，2011年为每秒17.068公里。8年过去了，旅行者1号经历了三次太阳风顶层“海啸波”、“激波”考验，现在的速度为每秒17公里，衰减了0.068公里每秒。随着旅行者的继续远行，太阳的引力就会越来越小，最终在其他天体引力的干扰下，太阳引力就渐渐忽略不计了。

但不管怎样，这种引力影响还是存在的，只能减速。如果不减速或者加速了，这就不正常了，就可能受到了其他不明引力影响或其他情况发生，这才是大问题。但这种问题并没有出现。

太空中处于高度真空状态，几乎没有什么阻力，现在的旅行者1号早就飞出了太阳风的影响范围，根据传回的数据所接受到的太阳风粒子越来越少，接受到的星际粒子越来越多，说明进入了星际空间。虽然还受到太阳引力牵扯，但现在的速度远远高于太阳系的逃逸速度，因此飞出太阳系已成定局，再也没有任何力量能够阻扰它走向深空。

但旅行者1号的旅途还很漫长，太阳系的引力影响范围在半径1光年以上，凭现在的速度，飞出太阳系还要17000多年，到达距离太阳最近的恒星比邻星系统需要7万多年。

时空通讯有理由相信，我们的子孙后代将发明速度快出旅行者1号很多很多的飞行器，超越旅行者1号，先期飞出太阳系，探索遥远的星空。

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经过四十余载的太空飞行，旅行者1号和旅行者2号现在都已经飞到上百天文单位之外。目前，旅行者1号相对于太阳的飞行速度为17.0千米/秒（相对于地球的速度与地球的相对位置有关），旅行者2号的速度为15.3公里/秒。不过，两艘旅行者号的飞船正在逐渐降速，那么，这是什么原因导致的呢？

旅行者号减速的原因不难理解，这并不是太阳系边缘存在什么未知的神秘力量所致，而是因为太阳。由于太阳引力的作用，旅行者号的速度会变得越来越慢。

旅行者号的速度都已经超过了太阳系的逃逸速度，它们目前正沿着开放的双曲线轨道飞行，它们已经不需要动力仅靠惯性就能脱离太阳引力的控制，最终飞出太阳系。但摆脱太阳引力的束缚不代表不会受到太阳引力的作用，太阳始终会对旅行者号施加引力的作用。就算旅行者号最终飞出太阳系，太阳的引力作用也不会消失。引力是长程力，它们的传播速度是光速。

旅行者号的主发动机燃料早已耗尽，目前只有轨道修正推进器还有一点燃料，所以它们已经不能再进行大幅加速，而且早已超过太阳系逃逸速度的它们也无需这样做。由于太阳的引力会把旅行者号往回拉，所以受到阻力作用的旅行者号必然会出现减速的现象。只是不管怎样减速，都不会阻止旅行者号最终飞出太阳系。

引力不仅会起到阻力的作用，而且还能起到助推的作用。旅行者1号和2号在离开地球时都没有足够的速度来飞出太阳系，但后来它们在飞掠木星、土星（旅行者1号）、天王星和海王星（除了木星和土星，旅行者2号还飞掠了天王星和海王星）之时，借助引力弹弓效应，它们的速度最终被加速到超过太阳系的逃逸速度。

同样的道理，星际天体奥陌陌当年经过近日点之后逐渐远去，它的速度也会受到太阳的引力作用而逐渐减速。奥陌陌在今年的速度约为29.5千米/秒，距离太阳大约10天文单位。而在15年之后，奥陌陌将飞到距离太阳100天文单位的地方，那时它的速度将会降低至26.7千米/秒。

旅行者一号和旅行者二号现在都已经飞出了太阳系的日球层。旅行者一号是1977年9月5日发射升空的，然而旅行者二号却早在8月20日就发射升空了，不过到1977年的12月的时候旅行者一号就赶上了旅行者二号。

“旅行者系列”探测器的发射初衷就是瞄准太阳系175年一遇的巨行星特殊排列去的，因为当时的NASA意识到这是一个花小钱就能探测太阳系大部分行星的绝好机会，于是旅行者一号和二号在1977年下半年全部发射升空，一号原本的任务是近距离探测木星土星和天王星以及海王星，但是在发现土卫六的浓厚大气层后科学家便让旅行者一号前往了土卫六，原本的轨道从此被土卫六引力所偏转。因此后续的天王星和海王星的探测任务就交给了旅行者二号来完成。

偏离原轨道后的旅行者一号由于此前已经被木星和土星的引力弹弓加速到17km/s了，因此旅行者一号虽然偏离了轨道到还是在向着太阳系外飞去，2014年9月13日NASA召开新闻发布会表示旅行者一号已经飞出了太阳的日球层进入了星际空间。

但目前位于20光时外的旅行者一号仍然在承受着太阳的引力，虽然它已经超过了太阳系16.7km/s的逃逸速度，但由于引力是长程力所以旅行者一号的速度会被太阳引力所慢慢“拖慢”，因此旅行者一号的速度才会缓慢降低一点点。

让旅行者一号速度变慢的并不是什么“神秘力量”而是我们每个人都能感觉到的引力，早年的星际天体“奥陌陌”在离开太阳系时也受到了太阳的引力作用而变慢了一些。

旅行者一号在1977年9月5日升空，到现在已经出走了41年，距离地球216亿公里，相当于从太阳到地球的72个来回。

曾经有消息说，旅行者一号已经成为人类历史上第一个飞出太阳系的人造航天器，这其实是个误传。其实真相是它已经脱离了太阳风的影响了，但这距离飞出太阳系，还差了十万八千里呢！

为什么这么说呢？

太阳系的边缘的准确判定是奥尔特星云，这片暗星云包裹着整个太阳系，半径1光年，如果真飞过了奥尔特星云，那就是真正离开太阳系了。过去41年，旅行者一号就飞了0.00228光年，飞跃奥尔特星云，你算算吧！照旅行者一号现在的速度，再飞2万年差不多。

所以，题主说的太阳系边缘，还远着呢！

再说旅行者一号为什么被莫名其妙的“降速”。

事实的确如此，在旅行者一号的旅途中，人类利用土星和木星等的引力弹弓做过加速，但很奇怪，看似空无一物的太空之中，应该毫无阻力保持惯性匀速飞行，但不知道为何，它的速度却一直在走“下坡路”。（下面是旅行者二号的速度记录）

其实，原因很简单，即便它已经距离太阳如此之远，但太阳的引力，仍然像如来佛祖的手掌一样，在不断地减缓它的速度。

所以，旅行者一号和二号能否飞出太阳系，还是个问号，但有一点可以确定，当它真正飞离太阳系的时候，人类早已经把它忘记了。

所以，这注定是一趟寂寞的旅途，一个人，一辈子，2万年！

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旅行者一号所谓的“被降速”基本可以忽而不计，而造成这种降速效应的神秘力量就是来自太阳系的引力。

旅行者一号距离我们约211亿公里，如果用光来衡量的话，它已经飞行了19.5光时。如果用太阳引力来衡量太阳系大小的话，太阳系的直径估计大于1光年。因此，我们的旅行者1号还处于太阳的引力范围之内。只是引力的大小和距离的平方成反比，所以211亿公里的距离，太阳对于旅行者一号的引力只有F=G*M1*M2/R2=0.00024N。如此小的一个引力作用到旅行者一号上面，产生的加速度只有0.0000003m/s2。基本上可以忽略不计，而且这个引力F随着距离的增加，还会急剧衰减。

目前旅行者一号的飞行速度大概是17062m/s，即便是太阳系引力不变，想要靠引力把旅行者一号停下来，至少需要1803年！也就是说，在引力不变的情况下，想要把旅行者一号完全静止都需要快越2000年时间，更别说引力还是急剧减小的情况。我们一个人即便可以活100年，在有生之年，旅行者一号减速的差值也达不到1m/s。

因此，旅行者一号所谓的减速，基本上可以忽略不计。太阳系所谓的神秘力量，也基本上可以忽略。

目前旅行者一号相对于太阳的速度大约是每秒17公里左右，比起1977年刚发射时的每秒30多公里的速度（同样是相对于太阳的速度），速度确实降低了很多，但这并非是神秘力量影响，而是纯粹的物理规律，毕竟太阳引力不会消失，每时每刻都会消耗旅行者一号的动能，速度下降是必然的结果。

旅行者一号是美国人在上世纪70年代发射的深空探测器，目前距离咱们地球的距离大约在220亿公里，并且在前几年美国航天局宣布旅行者一号突破了太阳的日球层（太阳风与星际介质的交界面），正式与星际介质接触，也就是意味着进入了星际空间。

有人认为这意味着旅行者一号突破了太阳系，但实际上这仅仅是从太阳风的角度考虑，要知道太阳系的范围，按照奥尔特云的范围来定，那么它的最大直径足足有两光年。而旅行者一号想要突破奥尔特云，还需近万年的时间才行。

但不论旅行者一号飞到哪，太阳引力始终不会消失，只会越来越弱，因此旅行者一号的速度会下降，也是正常的物理规律罢了。

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旅行者一号于1977年9月5日12点56分从美国的卡纳维拉尔角空军基地发射升空，开启了它的太空之旅。

目前旅行者一号已经飞行了41年，探测器上的众多科学设备已经因为缺少电力而停止运行，旅行者一号现在距离太阳213亿公里，在旅行者一号那里已经没有了太阳风的影响，可以说是在接触星际物质了，但是距离飞出奥尔特云还有相当长的时间。

旅行者一号被降速，被谁降速，是被太阳的引力降速，因为旅行者一号尚且处于太阳引力占据主导地位的范围之内，如果速度一降再降，是有可能被太阳引力拉回来的，但目前的速度是约17km/s，且太阳引力对于它的作用逐渐减弱，一直朝着飞出去的方向是没有问题的。

从这个图中可以看出旅行者一号它的姊妹探测器旅行者二号的飞行履历，由于旅行者一号在探测完土卫六之后便离开了黄道面，探测天王、海王星的任务落在了二号身上。

可以从图中看出二号的速度在经过木、土、天王、海王星时明显上升，这就是引力的加速效果。

不过，现在的旅行者一、二号已经没有行星为它们提供引力加速了，所以，它们速度降低是正常的。但至少飞出太阳系是可能的，但也要在1.7万年之后了。

个人浅见，欢迎评论！

旅行者1号是由美国宇航局研制的一艘无人外太阳系空间探测器，质量为815千克，于1977年9月5日发射，算起来已经飞行了42年了，距离地球有140个天文单位了。

这颗探测器的飞行速度一段时间以来，保持在17公里/秒以上，但近两年却有所下降，跌破17公里/秒，旅行者一号经历了什么，为什么会被“降速”？

实际上，当旅行者一号停止推进器加速后，它就开始降速了。这个时间在39年前美国宇航局就做了，那时候的旅行者一号刚刚经历了木星的引力弹弓加速，速度提升了很多。

为了节省燃料，科学家只保留了一些必要的科学仪器工作，比如用于传输数据和发射信息的，其他的包括加速旅行者一号的推进器都会关闭掉。

没了推进力的旅行者一号，太阳引力开始起作用了。之前推进器产生的推进力大于太阳对旅行者一号的引力，所以它可以一直加速。但推进力系统关闭后，引力开始了对旅行者一号减速。

而关于太阳系边缘（太阳风层顶），旅行者一号实际上并没有到达那里，那里也没有什么神秘力量。相反地，如果旅行者一号真的到达了那里，太阳的引力会更弱一些，对旅行者一号的降速效果也会弱很多。

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旅行者一号于1977年9月5日发射，也是目前人类文明发射的飞得最远的探测器。

太阳系边缘不可能存在神秘力量，旅行者一号被降速是因为太阳的万有引力吸引，这才导致旅行者一号的速度被降慢，但这种降速并不会影响旅行者一号飞出太阳系。

旅行者一号的速度已经达到第三宇宙，也就是太阳系逃逸的速度。在旅行者一号飞出太阳系的之前需要变轨，所以会受到太阳引力的降速。在奥陌陌小行星飞出太阳系之前也受到了太阳的降速，不过照样还是飞出去了。

真空中是基本上没有任何阻力的，所以旅行者一号的飞行是基本上不需要消耗任何燃料的，它的飞行原理大部分靠的是引力弹弓效应实现的，也就是依靠巨大行星的引力来拉住自己，从而利用引力增加自身的速度。

就这样旅行者一号每飞过一颗大行星都会围绕这个行星转一圈，其目的就是利用行星的引力弹弓效应来给自己一个加速度。

待完成加速度，探测器再使用少量燃料给自己一个变轨运动就可以轻松飞出这个星球。在飞出去这个行星之前也会受到该星球少量的降速，但这种降速是收益甚微的，是抵不上引力弹弓的加速度的。这和旅行者一号飞出太阳系之前会被降速是一个原理。

太阳系边缘没有神秘力量，只有太阳的引力降低了旅行者一号的速度。

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有传言说旅行者1号在飞行到太阳系外侧的时候，受到神秘力量的作用减速，像是有一层“宇宙墙”阻止它继续向外飞行，更像是人类是被“封锁”在了太阳系。

旅行者1号原定的任务是探索木星、土星等太阳系外侧天体，设计实用寿命5年，由于体积的限制不能携带多少燃料，在绕行星观测的时候，除了正常地观测，还要借助它们的引力加速，在观测了木星、土星等天体后，原定的探测任务就已经完了，但燃料还有富裕，因此NASA利用引力弹弓将其加速到17公里每秒左右的第三宇宙速度，使它向太阳系外飞去。在飞出去41年后，旅行者1号的燃料早用完了，靠着惯性向外飞。

但是引力的运用确实没有距离限制的，即便旅行者1号现在距离太阳200多亿公里，但仍会在太阳系引力的作用下减速，那层所谓的宇宙墙其实是太阳系外侧极其稀薄的物质，是太阳系物质和星系物质的过度区域，这一点通过旅行者1号探测到的信号获得了验证。如此以来旅行者1号就受到两个阻力，一个是引力，一个是稀薄物质的阻力，因此它的速度逐渐降低。

这本身就在科学家的资料之中，并不存在什么神秘的力量将它减速，更不存在“人类是被关在地球的”这种说法，只是由于人类航天实力还不足。

旅行者1号已经飞行了43年，由于距离遥远，目前没有技术能够监视它的飞行画面，只能通过无线电波与它保持联系。人类与它最后一次互动，是在2017年11月28日，工程师下达指令，修正了它的航线。关于旅行者1号旅行者1号是美国宇航局于1977年发射的外太阳系探测器，目前已经朝着深空连续飞行了43年。旅行者1号还有一个兄弟叫做旅行者2号，也是在1977年升空的。旅行者1号利用引力弹弓效应成功加速至第三宇宙速度（16.3千米每秒），比旅行者2号快10%，成为人类历史上飞行速度最快的探测器之一，。它于2014年穿越了太阳风层顶，成功飞出了太阳系，但还在太阳引力的控制范围之内。即使这样，它仍然是人类有史以来飞得最远的探测器。旅行者1号利用钚的放射性能量来发电，简单来说就是核电池，可以用好几十年。不过，据科学家估计，旅行者1号的电力将在2020年消耗殆尽。乐观估计，还能坚持到2025年。旅行者1号在这漫长的旅途中，为人类传回了大量的科研数据。还携带了一枚镀金铝质碟片，充当地球人的信使。如下图所示，为了节约宝贵的能源，旅行者1号进行了一系列省电操作。正是工程师的这些操作，使得旅行者1号在发射升空40年后仍然能够与地球保持联系。为了能够与地球保持联系，旅行者1号在设计之初，就建造了一个口径3.7米的大锅，那口大锅就是接收和发送信号的高增益天线。并且携带了精度非常高的陀螺仪，可以用来修正天线的方向，即使在非常遥远的距离也能对准地球。上图为旅行者1号的主要结构概况。NASA的深空网络截至2019年10月，旅行者1号距离太阳大约211亿公里。光在真空中每秒大约传播30万千米，无线电波也是这个速度。光从太阳表面到达地球大约需要8分钟，而人类与旅行者1号的距离已经十分遥远，目前信号往返一次大约需要40多个小时。这种由于空间距离遥远而产生的延迟，目前是无法解决的。旅行者1号的信号功率有限，仅有20瓦，随着距离变得越来越远，地球上能够接收到的信号也越来越弱。好在，美国宇航局（NASA）从上世纪60年代就建造了一个极其强大的信号接收系统，叫做深空网络，主要用于星际通信。该信号接收系统隶属于美国宇航局所属的喷气推进实验室。深空网络(DSN)是一个支持星际无线电通信和射电天文学观测的全球性天线网络，它是世界上最大和最敏感的通信系统，由一系列天线阵列组成，单个天线的直径可达70米，比在地面接收卫星电视信号的室外天线（卫星锅）大的多。目前，深空网络由三处呈120度分布的通信设施组成，分别位于美国加州、西班牙马德里和澳大利亚堪培拉，这种安排可以避开地球自转的影响。极慢的通信速率因为距离太遥远，地球上发出的信号要经过20个小时才能被旅行者1号接收到，旅行者1号收到信号后，回复也要经过20个小时才能被地球上的人接收到。即使到现在，也没有任何技术可以改善这个问题。信号在传输的过程中会发生衰减，传输距离越远，衰减越厉害，因此旅行者1号采用了2.3GHz～8.4GHz的高频信号与人类通信，深空网络使用的则是2.1GHz信号。旅行者1号采用的是模拟信号，相比于数字信号，信号在传输过程中还会受到很大干扰。为了保证数据传输的准确性，旅行者1号使用了大量纠错技术。因此，旅行者1号每秒钟只能传输几个字节的有效数据，一张1MB（1024千字节）的照片就需要传输近半个月时间。旅行者1号携带了一个64KB的磁带存储器，当数据无法及时传回地球时，就会将数据记录下来。总体上来说，旅行者1号的数据传输速率极慢。结语在2017年人类最后一次与旅行者1号互动后，目前人类与旅行者1号基本上处于半失联状态，很久才能收到旅行者1号发来的信息，在2025年后就彻底失去联系了。之后，旅行者1号将孤独地向银河系中心飞去，成为宇宙中的漂流瓶。以当前的速度，旅行者1号到达距离地球最近的恒星系统，就需要4万多年的时间。我国如果要发射这样的探测器，也需要这样一个深空通信系统。即使到了现在，星际通信的数据传输速率依旧较慢，普通人用这么慢的速率上网会抓狂的。热爱科学的朋友，欢迎关注我。