网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

太阳系是扁平的,为何不垂直太阳系平面发射飞行器,飞出太阳系?

0
分享至

太阳系的八大行星围绕着太阳分别做不同的周期性运转,如果从太阳系外观测,那么这八大行星基本处于一个平面之内,它们旋转的轨道组成的平面就像一个圆盘一样。而我们向太空发射的众多探测器,基本上也都是顺着这个圆盘的方向螺旋前进,感觉好像走了很多的冤枉路,那么为何不垂直于公转轨道平面直接飞出去呢,这样岂不走的路程更短?

太阳系是扁平的吗?

我们在网络上看到的很多关于太阳系的图片,各大行星都是沿着一个共同的轨道平面围绕着太阳公转,但这仅是大质量天体运转形成的一个近似平面,并不代表这就是太阳系的全部,而关于这些行星为何以这么一种圆盘形状围绕太阳公转,接下来我会再作分析。

太阳系所包含的空间有多大,这一直以来都是科学家们进行探索研究的重要领域之一。从一开始的地外星体观测法开始,将最终发现的行星作为太阳系的边界,从而一度将冥王星作为太阳系的最外边界,但是后来科学家们发现冥王星不具备作为行星的基本条件,即不能清除自身运行轨道内的其它星体,于是将其排除在太阳的行星行列,之所以这样,原因就在于冥王星轨道附近,相继发现了更多的类似冥王星的星体,而这些行星只能算是矮行星类,科学家们将这些冥王星之外的众多矮行星和小行星划归为柯伊伯带。

由于观测能力的限制,人们很难全面地观测到柯伊伯带以外的星际空间状况,因此科学家们转换了研究思路,逐渐将太阳的引力范围之内的区域划定为完整的太阳系。而如果按照万有引力公式,两个天体之间的引力值,除了与自身重量成正比外,还与它们之间的距离平方成反比,理论上太阳引力范围应该可以达到无限远,只不过在距离很远的区域,引力值会变得很小,而且还极易受到其他天体的影响。所以,在判定太阳引力范围时,科学家们综合考虑目标区域的宇宙环境、与太阳的距离以及其他天体影响因素,将可以对目标星际物质产生明显引力扰动效应作为判断标准。

在这个衡量标准之下,科学家们将太阳系的边界确定为距离太阳1.6光年左右,也就是说直径在3.2光年。在这个范围之内,太阳系被包裹在一个巨大的球体之内,在柯伊伯带以外,科学家们将太阳系的外层空间定义为奥尔特云。这个区域的物质组成更为稀薄,推测它们是和太阳系内其它星际物质同期产生的,只不过受到新形成巨大气态行星的引力影响而被推离出行星和柯伊伯带的平面轨道,呈现不同角度地围绕太阳公转的情况,从而形成密布的球体形态。

太阳系的行星轨道为何扁平

其实不光是太阳系,银河系以及其它河外星系,大家看到它们图片时,都会明显感觉到这些巨大星体系统中组成星体的运转轨道,也几乎都是处在一个巨大的平面之内,似乎这是宇宙星系所共有的普遍规律,这是什么原因呢?

其实之所以产生这样的运转方式,就是星系组成物质的旋转、万有引力和时间共同作用的结果。所有的星系,其诞生之初,都是通过巨量的宇宙尘埃和星际气体汇集,当汇集的物质越来越多时,在万有引力作用下,中心区域就会产生旋转净角动量,而引力会使这些一开始杂乱无章的旋转体系,逐渐拉成一个由星际物质组成的扁平平面。

因其中组成物质的不断碰撞和摩擦,导致一定的能量损耗,旋转的离心力不足以支持万有引力的拉扯,周围旋转的物质开始向内收缩,一部分物质在靠近过程中,旋转速度不断加快,一部分物质被吸入内核,持续不断地增加内核的温度和压力,而到达一定程度之后,就会触发内核的核聚变临界点,逐渐演化为恒星。而那些没有被吸入雏形恒星内部的星际物质,就会保留原来的运动角动量,围绕着中心区域作旋转运动,然后发生不断地碰撞和聚合,形成行星的雏形。

因此,太阳系各大行星基本处在一个扁平的平面内,其主要原因就在于太阳系刚形成时,在太阳内核引力、周围星际物质角动量守恒和漫长历史时间的综合作用下产生的结果,奠定了星系物质运动的基础,后来聚合形成的各大行星,也保留了这种运动的角动量,共同围绕着太阳这个系内质心作近似圆形的轨道运动。

飞行器利用“引力弹弓”效应进行加速

从地球上发射航天器,必须要克服地球的引力束缚,也就是速度必须达到第二宇宙速度,即每秒11.2公里。我们知道,凡是有质量的物体,如果其速度逐渐增加,那么它的运动质量也会随之增加,在此情况下要继续加速,就需要输入更多的能量。现在的火箭发射仍然是应用的液体燃料,无疑会增加发射火箭的载重量,从而对火箭引擎能力提出了巨大挑战。

而我们如果利用先期的能量输入和不断地变轨,将飞行器送入一个天体的轨道,那么在这个天体引力的作用下,就会被天体所吸引,然后被天体携带着在公转轨道上进行一段时间的运动,飞行器就会获得该天体的公转速度,从而为自己进行线性加速,当到达距离该天体的之后,由于这个公转的线速度大于引力作用,飞行器就会脱离天体的公转轨道,从而获得了一次“免费”的加速,这就是所谓的“引力弹弓”效应,利用这个效应,可以极大地减少星际旅行所需要的燃料,但是代价就是花费的时间会很长。

总结一下

太阳系行星的运行轨道虽然基本处于一个平面之内,但是太阳系的有效引力范围仍然是立体的,奥尔特云就是太阳系外层的一个球形结构,因此从理论上讲,垂直于公转轨道发射飞行器所需要克服的引力与平行发射差异不会太明显,我们平行于公转轨道平面发射,主要原因还是想利用沿途经过的大质量天体的引力进行加速,从而节约燃料,为飞行器减负。另外一个方面,如果垂直公转轨道平面发射,沿途没有大质量天体,星际物质极其稀薄,就失去了我们进行太空探索的意义。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
天价赔付!三只羊公司再起风波,三只羊濒临崩溃边缘!

天价赔付!三只羊公司再起风波,三只羊濒临崩溃边缘!

娱乐圈酸柠檬
2024-03-28 10:09:16
闹大了!官方下场了,具俊晔妈妈让他离婚回韩国?大S恐成一场空

闹大了!官方下场了,具俊晔妈妈让他离婚回韩国?大S恐成一场空

七阿姨爱八卦
2024-03-27 21:49:19
雷军最后一战,刚刚小米汽车小米SU7全国首次亮相,人气爆棚!

雷军最后一战,刚刚小米汽车小米SU7全国首次亮相,人气爆棚!

智慧科技生活
2024-03-26 09:53:14
马琳为何放弃孙颖莎临场指挥?对阵平野美宇,看他在场边举动秒懂

马琳为何放弃孙颖莎临场指挥?对阵平野美宇,看他在场边举动秒懂

东球弟
2024-03-28 15:45:49
克什米尔要求并入印度,重演锡金被吞并一幕?中方绝不会坐视不理

克什米尔要求并入印度,重演锡金被吞并一幕?中方绝不会坐视不理

老高风云
2024-03-28 17:43:53
河南发现大油田,原油资源超1亿吨!竟是因为地热公司作业?

河南发现大油田,原油资源超1亿吨!竟是因为地热公司作业?

史小纪
2024-03-28 15:56:16
世预赛3小组乱了!越南+印度爆冷,鱼腩逆袭,国足打平8分能出线

世预赛3小组乱了!越南+印度爆冷,鱼腩逆袭,国足打平8分能出线

侃球熊弟
2024-03-28 09:04:25
【速递】广州地铁3号线,出事了!

【速递】广州地铁3号线,出事了!

粤卫人才
2024-03-28 11:06:12
赛季剩10场,湖人总得分:海斯155分,水拉1199分,老詹和浓眉呢

赛季剩10场,湖人总得分:海斯155分,水拉1199分,老詹和浓眉呢

天气如你
2024-03-28 01:52:13
舍友为了打篮球买了个护膝,但穿上后宿舍气氛瞬间燥热起来

舍友为了打篮球买了个护膝,但穿上后宿舍气氛瞬间燥热起来

涛涛生活搞笑
2024-03-27 07:35:15
武警上将官至副总参谋长,过年他家门口没人扫雪,年后果然出了事

武警上将官至副总参谋长,过年他家门口没人扫雪,年后果然出了事

扬平说史
2024-03-27 09:17:14
南宋御街一店铺卖188元奶茶,老板说亏本经营:一杯的茶叶就要200元

南宋御街一店铺卖188元奶茶,老板说亏本经营:一杯的茶叶就要200元

都市快报橙柿互动
2024-03-26 15:53:13
邯郸初中生被3名同学杀害,可怕的后遗症来了,还能不警醒吗?

邯郸初中生被3名同学杀害,可怕的后遗症来了,还能不警醒吗?

蝴蝶花雨话教育
2024-03-28 05:15:03
陆毅证明了具俊晔确实是帅哥,大s的眼光还是准的!啊哈哈哈

陆毅证明了具俊晔确实是帅哥,大s的眼光还是准的!啊哈哈哈

娱乐圈酸柠檬
2024-03-28 12:00:00
四川一落马女干部被判13年!不堪压力主动投案,热衷名牌包,一年在美容院充值70万!

四川一落马女干部被判13年!不堪压力主动投案,热衷名牌包,一年在美容院充值70万!

鲁中晨报
2024-03-27 07:57:11
孙颖莎打服对手,平野美宇哭着说出5个字,刘国梁激动,球迷沸腾

孙颖莎打服对手,平野美宇哭着说出5个字,刘国梁激动,球迷沸腾

林子说事
2024-03-28 18:57:52
总局收视排行:《追风者》《与凤行》断层差距,第一名堪称剧王

总局收视排行:《追风者》《与凤行》断层差距,第一名堪称剧王

娱乐圈十三太保
2024-03-27 14:01:28
强拆儿子3段姻缘!让44岁“孩子”躺在狗窝大哭,她仍旧不后悔!

强拆儿子3段姻缘!让44岁“孩子”躺在狗窝大哭,她仍旧不后悔!

小陆搞笑日常
2024-03-28 13:55:02
乌布雷绝杀被伦纳德盖帽,未能获得罚球,冲着裁判喊你全家都是BZ

乌布雷绝杀被伦纳德盖帽,未能获得罚球,冲着裁判喊你全家都是BZ

阿雄侃篮球
2024-03-28 19:08:01
30岁被拜仁放弃,34岁却在曼城担任主力,悍将的实力很难评估

30岁被拜仁放弃,34岁却在曼城担任主力,悍将的实力很难评估

足坛典故
2024-03-27 23:02:03
2024-03-28 20:10:44
优美生态环境保卫者
优美生态环境保卫者
一起聊聊您感兴趣的科学
1389文章数 2727关注度
往期回顾 全部

科技要闻

小米汽车正式发布

头条要闻

原市委书记一家6人被留置 外甥靠他打招呼做了2亿生意

头条要闻

原市委书记一家6人被留置 外甥靠他打招呼做了2亿生意

体育要闻

疯狂的格林,冲刺的火箭

娱乐要闻

莱昂纳多与25岁新女友互相投喂超恩爱

财经要闻

疯狂!三个城市,三个地王!

汽车要闻

混动增程双模式 长安UNI-Z售11.79万起

态度原创

艺术
教育
数码
本地
公开课

艺术要闻

艺术开卷|从闺阁、庭院到郊野,古画中的女性生活空间

教育要闻

老师发现班上学生经常用铅笔头写作业,“内定”将新铅笔奖励给他

数码要闻

宏碁推出 Vero V227Q E3bmixvs 商用显示器,使用 90% 回收塑料

本地新闻

专访|张伟潮:最年轻的龙头专职制造者

公开课

30岁之前,你要学会的13件事情

无障碍浏览 进入关怀版