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科学信仰|旅行者号已经远去，40多年过去了，为何不进行新的星际探测了？

科学信仰|旅行者号已经远去，40多年过去了，为何不进行新的星际探测了？
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好奇心促使人类养成了挖掘秘密的好习惯 ， 而宇宙间最大的秘密就隐藏在那遥远的深空之中 。
【科学信仰|旅行者号已经远去，40多年过去了，为何不进行新的星际探测了？】人类对于探索宇宙深空充满了期待 ， 但若要付诸于行动 ， 却又颇为困难 ， 上一次 ， 人类以太阳系外作为目标发射探测器还是40多年以前的事情了 ， 那一次的探测计划被冠名为“伟大航道” ， 而执行这一计划的就是著名的旅行者号 。
1977年 ， NASA先后以太阳系外作为目标发射了两个宇宙探测器 ， 分别为旅行者1号和旅行者2号 ， 作为人类历史上第一批去往太阳系外的宇宙探测器 ， 它们自然与其它的航天器有着明显的区别 。 航天器在太空中运行和工作是需要能量的 ， 而在太空中获取能量并不是一件困难的事情 ， 因为太空中有太阳 。 在宇宙中 ， 一般的航天器不仅可以收集太阳能量来为自身供能 ， 甚至于可以直接利用太阳进行移动 。
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宇宙是几近真空的 ， 在这里没有包括空气在内的任何物质可以阻挡光子的移动 ， 所以航天器只需要竖起太阳光帆 ， 就可以在太阳光子不断撞击光帆的过程中获得动量的累加 ， 从而获得加速度 。
当然了 ， 旅行者号并不能这样做 ， 因为它们的目标是太阳系之外 ， 这也就注定了它们将会离太阳越来越远 ， 所以它们需要自带干粮 。 旅行者号的“干粮”就是小型核反应堆 ， 利用核反应从钚元素的衰变中获得能量 ， 当然这些能量并不是用来加速的 ， 而是用来维持设备的耗能以及对探测器角度和方向进行微调 。 作为人类历史上第一批离开太阳系的家伙 ， 自然是要带上一些有趣的东西的 ， 于是两张向外星人介绍地球的镀金铜制唱片就被装上了飞船 ， 唱片内包括万象 ， 甚至于有着以广东话、闽南话以及客家话录制的问候语 ， 这张唱片就被称之为“地球之音” 。
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现在旅行者一号已经到达了距离地球220亿公里的远方 ， 与40多年前相比 ， 现在的航天技术已经有了不小的发展 ， 为什么不继续发射新的星际探测器了？
其实 ， 当年发射旅行者探测器也是临时决定的 。 无论是现在 ， 还是40多年前 ， 人类其实都不具备进行深空探测的能力 ， 发射旅行者是起于一个机缘 。 在世纪70年代 ， 科学家通过观测发现 ， 太阳系的四颗巨行星 ， 木星、土星、天王星和海王星正在向太阳系的一侧靠拢 ， 这种机会每176年才会出现一次 ， 这就使得向太阳系外发射探测器成为了可能 。
要摆脱一个引力场的束缚 ， 就必须要达到一定的初始速度 ， 比如要摆脱地球引力的束缚去探索其它行星 ， 就必须要达到第二宇宙速度 ， 也就是11.2km/s ， 而要摆脱太阳引力 ， 让航天器飞往太阳系之外 ， 就必须要达到第三宇宙速度 ， 也就是16.7km/s ， 而人类显然是办不到的 。
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虽然人类无法直接让航天器实现16.7km/s的初始速度 ， 但利用四颗巨行星的引力弹弓效应进行加速 ， 就使得飞出太阳系有了可能 。
何为引力弹弓效应呢？我尽量用一种便于理解的方式加以解释 。 引力弹弓效应与弹性碰撞同理 ， 何为弹性碰撞？如果我们向迎面驶来的汽车扔石头 ， 那么石头在与汽车撞击之前和撞击之后的相对速度是相等的 。
举例 ， 石头飞行速度为1m/s ， 汽车行驶速度为10m/s ， 撞击之前 ， 石头与汽车相对运动 ， 相互靠近的速度为11m/s ， 这就是它们的相对速度 。 当石头与汽车撞击之后 ， 相对速度仍然与撞击之前相同为11m/s ， 但撞击之后的石头和汽车是向同一个方向运动的 ， 由于汽车的速度为10m/s ， 所以两者的相对速度要想达到11m/s ， 那么石头的运动速度就得是21m/s 。 所以我们在向汽车扔石头的时候 ， 石头的飞行速度并不快 ， 但和汽车发生碰撞之后 ， 飞回来的速度就很快了 ， 可以把我们打得头破血流 。
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引力弹弓效应与弹性碰撞的原理基本相同 ， 不同的是引力弹弓效应并没有发生真实的碰撞 ， 而是利用了天体的引力效应 。
以旅行者二号为例 ， 它在进入木星引力范围之前的速度大概只有10km/s ， 在利用木星的引力弹弓效应加速之后 ， 离开木星时的速度已经达到了35km/s ， 可见 ， 如果探测器接连利用四大巨行星的引力弹弓效应进行加速 ， 那么所能达到的速度不可小觑 。
正是在这样的背景之下 ， 旅行者一号和二号相继出发了 ， 而要再等一次这样的机遇 ， 那就是176年以后的事情了 ， 所以在那之后 ， 人类并没有发射以深空探测为目的的宇宙探测器 。 至于2006年发射的新视野号 ， 目的是为了探索柯伊伯带 。
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