從地球出發前往太陽系邊陲,如何避免撞毀在小行星帶?
旅行者一號是在1977年12月10日進入主小行星帶的,在1978年9月8日離開了主小行星帶,在將近一年的時間裡在小行星帶飛行了超過數億千米,在各位的印象中,小行星帶也許就像如下圖所示
在如此長的時間裡,旅行者居然就沒有撞上哪怕是一顆微行星或者微隕石,而且旅行者2號與先驅者10號,還有先驅者11號等,另外也有最伽利略木星探測器,還有卡西尼土星探測器,更有最近的新視野號,都安然穿過了小行星帶!看來這些探測器都攜帶了人工智慧導航的設備,可以避開小行星,是這樣嗎?
幾個著名探測器的出太陽系軌道!
一、探測器都是瞎子!
與各位猜測的相反,任何一個探測器都沒有主動避開障礙物的能力,甚至它所攜帶的導航設備也不是為了避障所設置,而是為了保持自身飛行的軌跡!
從旅行者一號搭載的儀器來看,沒有任何一台是為避開障礙物而特別裝載的!而旅行者出發的軌道則早就被設計好了,避開大型已知的障礙物即可!而且遇到大型行星的話還會主動湊上去,以求讓行星的運動來一個引力彈弓!
引力彈弓:利用行星的公轉速度與引力,計算合適的角度切入行星軌道,讓行星帶著行星飛一會!當然這消耗的是行星的公轉角動量,但與探測器以及行星的巨大質量相比,這消耗的角動量幾乎可以忽略不計!
旅行者1號利用了木星的引力彈弓效應!
二、天體之間的的平均距離無需讓探測器考慮避障
小行星帶位於火星軌道與木星軌道之間,跨度接近2億千米,而小行星帶已知天體總共有50萬顆,假如按外徑5億千米,內徑3億千米計算,那麼他們之間的平均距離超過637441.55千米,即:63.7萬千米!要知道地月平均距離也只有38.4萬千米!
地月之間的距離能塞下八大行星還略有盈餘,這地月之間的空曠可想而知!當然接近兩倍地月距離的小行星帶就更空曠了,一顆最多不超過10M長度(加上天線)的探測器甚至可以悄悄的路過而不被任何一顆小行星「發現」!或者我們的軌道設計只需要考慮這50萬顆小行星的軌道軌跡即可,而這絕大部分甚至都無需考慮!
當然如果有像《太空旅客》中的飛船阿瓦隆號那樣的防護罩阻擋小行星撞擊,那無疑是最好的,但就現在科技來說這並不現實,因此無論是過去的探測器還是未來的飛船,探測器並不會為避障做特殊的設計,畢竟在太空相對速度高達數十千米/秒,甚至上百千米/秒,而大部分小行星只能在光學波段或者紅外波段發現,極難預先發現,因此閉著眼睛走路,或者說低著頭拿著地圖走路,因為所有的目標軌跡我們都瞭然於胸,可能就是當前宇宙航行的最好寫照!


※如果海洋乾涸了,結果是乾旱?還是極度溫室效應?你猜想不到!
※四條不是更快更省力嗎?人為什麼要進化成兩條腿走路?
TAG:星辰大海路上的種花 |