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人类为啥飞不出太阳系,为什么凭借现在的人类文明连太阳系都飞不出去呢

2022-02-04 06:50:04 来源:天空软件网 我要评论()

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人类为啥飞不出太阳系,为什么凭借现在的人类文明连太阳系都飞不出去呢

人类为啥飞不出太阳系,为什么凭借现在的人类文明连太阳系都飞不出去呢

太阳系目前的直径是两光年,也就是说从地球出发,路上借助大行星的引力弹弓效应加速,也需要飞一光年才能飞出太阳系的范围,人类目前飞的最远的旅行者一号现在才飞20光时,按照它17km/s的速度还要飞上万年才行,而人类文明肯定能在旅行者一号前飞出太阳系人类为啥飞不出太阳系。

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现在的人类文明走上科学这条路才几百年,但这几百年比人类过去近万年的进步都要大,现在人类已经知道了只有科学技术才能让人类文明越来越强大,但科学技术也需要循序渐进的发展,虽然有技术爆炸这一说,但每次技术爆炸也需要长时间的理论积累才行。

人类的宇航推进技术可以说从诞生起就没有什么大进步,二战时期德国的V1,V2导弹和后来美国登月的土星五号火箭没有什么本质上的区别,相同的化学推进方式,不同的不过是后者更大更强劲而已。

近几十年真正进步的只有计算机技术,航天领域仍然使用着落后的化学动力大火箭,虽然有新的推进方式在实验中,但真正普及开来还有很长一段路要走。

现在人类飞不出太阳系根本原因就是火箭的速度太慢,化学动力火箭甚至不足以让人类在太阳系内来去自如,更遑论飞出太阳系了。

美国在1977年发射的旅行者1号,确实在行星轨道平面上飞,一共飞了211亿公里,只有0.002光年。

人类为啥飞不出太阳系,为什么凭借现在的人类文明连太阳系都飞不出去呢

飞出太阳系所在的奥尔特云,彻底摆脱太阳引力,还需要2万年。

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》旅行者1号垂直太阳系飞能不能飞得更快一点呢?太阳系是扁平的,并不意味着太阳的引力场是扁平的。

人类为啥飞不出太阳系,为什么凭借现在的人类文明连太阳系都飞不出去呢

太阳的引力场是一个球形的结构,跟所有行星的引力场,包括黑洞的引力场是一样的。

人类为啥飞不出太阳系,为什么凭借现在的人类文明连太阳系都飞不出去呢

黑洞的引力场,看上去是一个洞,洞是一个平面的结构,引力场它不是一个平面洞,它是一个三维的洞,从任何一个方向看都是一个洞。

人类为啥飞不出太阳系,为什么凭借现在的人类文明连太阳系都飞不出去呢

围绕在黑洞周围的吸基盘也是扁平的,以及所有星系,包括太阳系,它的结构全部都是扁平的,这是因为旋转。

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在太阳系刚刚形成早期,是一个巨大的星云,由大量的气体和尘埃云组成。

人类为啥飞不出太阳系,为什么凭借现在的人类文明连太阳系都飞不出去呢

在引力中心,星云物质塌陷聚集成了原始太阳。

在外围,没有掉到太阳表面上的物质围绕引力中心,都在朝一个方向上旋转,形成了一个吸积盘。

吸积盘上的物质,合并成了行星。

所有的行星,从一诞生开始,就围绕着太阳旋转。吸积盘所在的虚拟平面就是所谓的黄道面,太阳系的所有行星基本位于这个平面上。

目前为止,人类所有的航天器都会运行在黄道面上。

太阳的南极和北极我们是看不到的,也没有航天器去观测过。

》行星围绕太阳的公转方向。我们定义北极的方向,是指向北极星的方向。

站在太阳北极的上空看太阳系,所有的行星都在逆时针旋转。

行星在公转的同时,也在自转,并且自转的方向和公转的方向绝大部分是相同的。

只有金星、天王星的自转方向和公转有差别。

金星的自转方向是顺时针,天王星的自转方向是躺在黄道平面上。

行星之所以没有掉落到太阳上,就是因为旋转。

》行星在引力场中的运动。引力场中物体都是在做加速运动。而旋转的物体,也是在做加速运动。

与引力相抗衡的,是公转行星的向心加速度。

正因为如此,任何一个物体在引力场中的运动都不是直线,必须是一个圆或者是椭圆。

实际上,所有行星围绕太阳的运动都是椭圆,只是偏心率不同。

圆的偏心率为零。圆形被认为是椭圆的一种特殊类型,就像正方形被认为是矩形的一种特殊类型一样。

地球轨道的离心率很小,只有0.0167,因此地球轨道几乎是圆形的。

火星轨道偏心率更大一些,为0.0935。在我们的太阳系中,水星和冥王星轨道偏心率最大,水星为0.2056 ,冥王星为0.2488 。

彗星通常具有极其偏心的轨道,例如哈雷彗星的轨道偏心率为0.967。

宇宙飞船飞出太阳系,必须走一条椭圆曲线。太阳位于椭圆的一个焦点上,这个椭圆的偏心率越高,另外一个焦点离太阳距离越远。

另一个焦点如果超出太阳系的引力范围,那么就可以认为飞船沿着这条曲线可以飞出太阳系。

从地表起飞,即使垂直于太阳系的黄道面飞,任何情况下都不可能笔直的飞出去。

》正确的飞行方式可以节约燃料。顺着行星的公转方向飞,可以利用地球的线速度。

地球公转的平均线速度是30公里每秒。逃离太阳系的第三宇宙速度是16.7公里每秒。

要知道这个16.7公里每秒,是叠加了30公里每秒速度以后,额外需要宇宙飞船的燃料提供的速度。

顺着地球朝太阳公转的方向飞,才需要16.7公里每秒。

如果说垂直方向飞,只朝太阳南极或北极的那个方向,这个速度就会变成46.7公里每秒。

所以垂直飞出太阳系的难度更大,说不定还没有飞出去,然后就直接掉到太阳上去了。

发射人造卫星环绕地球,也是尽量朝着地球旋转的方向发射。

第一宇宙速度是7.9公里每秒,地球赤道自转的线速是464米每秒这样,顺着地球的自转方向可以接约大约5%的燃料。

这就是为什么几乎所有的火箭发射都要朝东飞,除非有特别要求的。

》垂直飞出太阳系的唯一可能,是登陆到太阳的南极或北极。太阳表面的重力加速度是29个G,5000度高温。

就算不考虑飞船被烧化掉,用化学火箭,推力要达到地球上的29倍才可以。

如果像土星五那么大的火箭在太阳上起飞,需要150台发动机,产生10万吨的推力。

一台土星5使用的F1火箭发动机每秒钟消耗788公斤煤油,所以火箭的燃料会在几秒钟之内消耗光。

火箭刚刚离开太阳表面10米,燃料就会耗尽。

垂直飞出太阳系,任何化学火箭都做不到。

地球的文明目前只有0.7~0.75级,垂直飞出太阳系,目前地球人玩不来。

只有等到地球文明达到2级,可以建造围绕太阳的戴森球,登陆太阳极点上空,还必须使用核动力火箭才能垂直飞。

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