新视野号飞掠冥王星的过程有没有设计霍曼转移。。
没有,尽管霍曼转移是提升/降低轨道最节省燃料的方式,不过对冥王星这样的遥远天体有一个致命弱点——时间。楼主可以计算,如果用霍曼转移产生的双切轨道,到达冥王星需要多少时间,应该很简答吧?答案是本世纪末,显然这样恐怖的时间是不能接受的。
为了达到2020年前飞掠冥王星的要求,新视野号的团队采用了快速飞掠的方式,飞行器直接打到木星轨道(也没有在地球环绕轨道做调整和升轨道,美国人的火箭还是很给力的,这点不得不服),再通过木星的引力加速奔向与冥王星的交汇位置。有一个细节可能绝大多数人没有注意到,飞掠冥王星时的瞬时速度达到了16km/s,这么大的速度才能够使得飞行器在短短九年的时间就能够穿越60亿千米的茫茫空间。
393042公里小时,探测器飞掠太阳,若以这速度飞行,多久到比邻星
美国宇航局(NASA)的先驱者10号是目前有能力飞出太阳系的五艘太空飞船之一,还是最早飞出海王星轨道的探测器。虽然先驱者10号目前正朝着65光年外的毕宿五方向飞行,但这颗恒星并非先驱者10号的目的地,先驱者10号并没有一个明确的目的地。
在1972年,先驱者10号离开地球,这要比旅行者1号早了5年。先驱者10号创造了多个第一,它是第一个有能力飞离太阳系的探测器,它是当时飞行速度最快的探测器,它是第一个穿过小行星带的探测器,也是第一个造访木星的探测器(1973年),还是第一个飞出海王星轨道的探测器(1983年),并且还是最远离地球的探测器(发射之后的26年里)。
虽然旅行者1号比先驱者10号晚了5年离开地球,但得益于木星和土星的引力加速,它的飞行速度足够快,最终在1998年超过先驱者10号,成为最远离地球的探测器。
先驱者10号一直与地面上的深空网络保持联系31年,最终在2003年彻底失联,那时它与地球相距大约120亿公里。目前,先驱者10号正在依靠惯性朝着太阳系外飞行,现在相对于太阳的速度约为11.9公里/秒,距离地球约为185亿公里(123天文单位)。
先驱者10号的飞行方向为金牛座的毕宿五,每年行进大约2.5天文单位。由于毕宿五距离我们大约65光年,如果不考虑这颗恒星与太阳系之间的相对运动,那么,先驱者10号将会在160万年后抵达这颗恒星附近。
不过,先驱者10号并不会被毕宿五俘获,只是会从它附近飞过。先驱者10号的速度足够快,它会像另外四艘星际探测器和恒星一样,一直环绕银河系中心运动。先驱者10号携带着一块镀金铝板,上面标注了人类和地球相对位置的信息,它将作为人类的信使一直在银河系的星际空间中穿行。
在古时候, 汽车 这些交通工具还没出现之前,我们人类祖先出行主要靠步行,有条件的可以乘坐马车等交通工具。由于步行、马车的速度很慢,所以限制了我们人类祖先的活动范围。随着 汽车 、飞机等交通工具的出现,我们人类活动范围也大幅度扩大了。当然,借助这些工具,我们人类的活动范围还仅局限于地球表面,想到达地球外,还需要有运载火箭、载人飞船。
在上世纪50年代,我们人类发射了世界上第一颗人造卫星、第一艘载人飞船,我们人类开始迈向太空。虽然我们人类现在已经能够 探索 太阳系内各大行星,甚至可以将探测器送上太阳系内外星球的表面,但是这个过程是很艰难的。如我们今年将会有多个火星探测器蓄势待发,即将在7、8月份择机发射升空,前往火星。这些前往火星的探测器预计需要长途奔袭几个月,才能到达火星轨道。火星,离我们地球相对较近,到达更加遥远的外星球,耗时时间更长,如旅行者1号探测器在外太空飞行了40多年,至今都还没飞出太阳系。之所以需要这么长的飞行时间,主要是因为我们当前飞行器的飞行速度还是比较慢的。
当前我们人类飞行速度最快的飞行器是哪款呢?当前速度最快的探测器当属在2018年8月发射升空的帕克太阳探测器,这款探测器至今已经在太空中飞行近2年时间。当然,由于这款探测器的主要任务是对太阳进行观测,所以飞行轨道主要环绕太阳飞行。由于它的运行轨道是椭圆,即有近日点,也有远日点,当探测器从远处飞向近日点时,太阳强大的引力会让它的速度越来越快。
科学报告的资料指出,在今年年初帕克探测器在第4次近距离飞越太阳时,就创下了飞行速度的记录,当时它的速度达到244255英里每小时(即393044公里每小时,或109公里每秒)。这样的速度到底有多快呢?以我们发射卫星、探测器的速度为例,有3个宇宙速度:第一宇宙速度7.9公里每秒、第二宇宙速度11.2公里每秒、第三宇宙速度16.7公里每秒。也就是说,此前帕克探测器的速度一度达到第三宇宙速度的6.5倍,旅行者1号探测器的速度与第三宇宙速度差不多,即帕克探测器的最快速度已经是旅行者1号探测器的6.5倍。
NASA的科学报告指出,在2020年6月9日,帕克探测器第五次近距离飞越太阳,与太阳的距离大约为1150万英里(1860万公里),当时它的速度也达到244225英里/小时(即393042公里/小时,大约为109公里每秒)。作为我们人类当前最快的飞行器,帕克是否能够以这样的速度离开我们太阳系,飞向宇宙深处呢?答案是不行的,前文说到,帕克探测器是环绕太阳飞行的探测器,在飞近太阳的过程中,太阳的引力为它加速,如果改变方向朝着太阳系外飞去,帕克探测器的速度会严重减慢,变得很慢。
假设,我们人类现在有一款探测器以393042公里/小时的速度朝着离我们地球最近的比邻星飞方向去,多久才能到达比邻星b呢?比邻星b离我们地球的距离大约为4.2光年远,1光年大约为9460730472581公里,4.2光年大约为39735067984840公里。经过计算,保持393042公里/小时速度的情况下,探测器以直线飞行的方式大约需要11540年才能到达4.2光年外的比邻星b。
虽然帕克探测器的速度已经很快,但是以这样的速度飞抵比邻星,也需要上万年时间。这对于我们人类来说,是难以接受的,意味着我们人类需要经过一百多代人的接力飞行,才可能会到达目的地,以当前的技术条件来看,这是不可能实现的事情。飞行时间这么长,难道我们人类真的会被“困”在太阳系,永远也走不出去了吗?
鹏仔微信 15129739599 鹏仔QQ344225443 鹏仔前端 pjxi.com 共享博客 sharedbk.com
图片声明:本站部分配图来自网络。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!