飞了228亿公里的旅行者一号,究竟是如何躲避小行星的?

星辰大海是人类的梦想 , 但从目前的情况来看 , 人类就只去过距离地球最近的一颗星球——月球 , 这的确有点小尴尬 。好在人类还可以向宇宙深空发射无人探测器 , 它们可以代替人类飞到更远的区域 , 去探索宇宙中的奥秘 。
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时至今日 , 人类发射的探测器早已拜访了太阳系中所有的行星 , 甚至在太阳的附近 , 也有它们的身影出现 。
在众多的探测器之中 , 知名度最高的应该就是旅行者一号了 , 该探测器于1977年发射升空 , 迄今为止 , 旅行者一号已在太空中飞了44年 , 与地球的距离大约为228亿公里 , 这也使得它成为了距离地球最远的人造物体 , 没有之一 。
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然而据我们所知 , 太阳系中除了八大行星等主要天体之外 , 还存在大量的小行星 , 那么问题就来了 , 旅行者一号在如此漫长的“旅途”中 , 为什么一直没有撞上小行星?
飞了228亿公里的旅行者一号 , 究竟是如何躲避小行星的呢?
可能有人会认为 , 旅行者一号应该是装了高科技的“探路装置” , 能够提前预判自己是否会撞上某颗小行星 , 然后再以自身的动力进行适当的机动 , 从而达到躲避小行星的目的 。
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【飞了228亿公里的旅行者一号,究竟是如何躲避小行星的?】不得不说 , 这是一个非常合理的推测 , 但事实却并非如此 , 那实际情况是怎么样的呢?答案就是:科学家在设计旅行者一号的时候 , 根本就没有考虑过应该如何去躲避小行星 , 换句话来讲就是 , 旅行者一号在“旅途”中会不会撞上小行星 , 全看它自己的运气……
需要指出的是 , 科学家这样做是有足够的理由的 , 原因很简单 , 那就是小行星在太阳系中分布得极为稀疏 , 探测器撞上小行星的概率完全可以忽略不计 。
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上图为旅行者一号和二号的飞行路径 , 可以看到 , 旅行者一号在发射之后就一直在黄道面(地球公转轨道平面)内飞行 , 直到抵达土星之后 , 才利用土星的“引力弹弓”飞离了黄道面 。
在这期间 , 旅行者一号飞越了一个太阳系中小行星相对密集的区域——“小行星带” , 太阳系内侧的绝大部分小行星都集中在这里 , 这也就意味着 , 在旅行者一号飞越“小行星带”的时候 , 其撞上小行星的概率是最大的 。
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通常来讲 , 我们对“小行星带”的印象大概是上图这样的 , 然而这却与实际情况严重不符 , 何出此言呢?我们让数据来说话 。
“小行星带”位于木星和火星的公转轨道之间 , 在黄道面所占的平面区域为距离太阳大约2.17至3.64天文单位 , 整体上是一个环形 。我们知道 , 1个天文单位大约为1.5亿公里 , 根据环形面积公式“S = π(R^2 - r^2)”可以计算出 , “小行星带”在黄道面所占的面积大约有60.34 x 10^16平方公里 。
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