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為什麼旅行者號的飛行速度在變慢?

經過四十餘載的太空飛行,旅行者1號和旅行者2號現在都已經飛到上百天文單位之外。目前,旅行者1號相對於太陽的飛行速度為17.0千米/秒(相對於地球的速度與地球的相對位置有關),旅行者2號的速度為15.3公里/秒。不過,兩艘旅行者號的飛船正在逐漸降速,那麼,這是什麼原因導致的呢?

旅行者號減速的原因不難理解,這並不是太陽系邊緣存在什麼未知的神秘力量所致,而是因為太陽。由於太陽引力的作用,旅行者號的速度會變得越來越慢。

旅行者號的速度都已經超過了太陽系的逃逸速度,它們目前正沿著開放的雙曲線軌道飛行,它們已經不需要動力僅靠慣性就能脫離太陽引力的控制,最終飛出太陽系。但擺脫太陽引力的束縛不代表不會受到太陽引力的作用,太陽始終會對旅行者號施加引力的作用。就算旅行者號最終飛出太陽系,太陽的引力作用也不會消失。引力是長程力,它們的傳播速度是光速。

旅行者號的主發動機燃料早已耗盡,目前只有軌道修正推進器還有一點燃料,所以它們已經不能再進行大幅加速,而且早已超過太陽系逃逸速度的它們也無需這樣做。由於太陽的引力會把旅行者號往回拉,所以受到阻力作用的旅行者號必然會出現減速的現象。只是不管怎樣減速,都不會阻止旅行者號最終飛出太陽系。

引力不僅會起到阻力的作用,而且還能起到助推的作用。旅行者1號和2號在離開地球時都沒有足夠的速度來飛出太陽系,但後來它們在飛掠木星、土星(旅行者1號)、天王星和海王星(除了木星和土星,旅行者2號還飛掠了天王星和海王星)之時,藉助引力彈弓效應,它們的速度最終被加速到超過太陽系的逃逸速度。

同樣的道理,星際天體奧陌陌當年經過近日點之後逐漸遠去,它的速度也會受到太陽的引力作用而逐漸減速。奧陌陌在今年的速度約為29.5千米/秒,距離太陽大約10天文單位。而在15年之後,奧陌陌將飛到距離太陽100天文單位的地方,那時它的速度將會降低至26.7千米/秒。

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