Question

人类为什么无法飞出太阳系？飞出太阳系需要什么条件呢？

Answer 1

如何才能飞出太阳系？

飞出太阳系并不是做不到，只是带上人还做不到。实际上，科学家就曾经发射过探测器，比如：旅行者1号和旅行者2号，它们的使命就是太阳系。

那如何才能飞出太阳系呢？

实际上，我们只要速度够快就行。这个问题，我们可以从牛顿的思想实验来思考。假设地球上有个理想的大炮。这时候向外开炮，炮弹其实会打出一个抛物线。

但我们要知道，地面其实并不是完全平的，实际上应该是曲面，只是曲率小到我们感觉是平地而已。

所以，其实地面是有向下的趋势的。如果我们让这个大炮继续开炮，这时候让炮弹的速度达到7.9km/s，这个时候，地面向下的量就和炮弹向下的量是相同的，炮弹也就成了一个卫星了，可以绕着地球转。

如果我把继续让炮弹的速度增加，达到11.2km/s以上，这时候炮弹就可以飞出去，摆脱地球引力的束缚。

如果还是在地球上开炮，让炮弹的速度达到16.7km/s，那这时候，炮弹甚至可以摆脱太阳引力的束缚，飞出太阳系。

因此，从地球飞出太阳系，至少要具备16.7km/s的速度，如果加上木星的引力弹弓效应，其实要达到这个速度还是有希望的。比如：旅行者号都是利用木星来给加速来实现飞出太阳系。

但即使是这样，人类依然做不到飞出太阳系。那具体是什么原因呢？

人类为什么飞不出太阳系？

实际上，飞不出太阳系的原因有很多，存在着各种客观因素，我们就来说最核心的一个问题：距离远离。

星际旅行就如长途旅行，因为天体之间的距离实在太阳太遥远了。我们要知道旅行者号可是在上世纪70年代就发射了，而它们现在才到了太阳系的边界而已，这可是整整40多年过去了。而我们要星际旅行主要途径一些补给站，否则，哪怕是准备一个人40年的饮用水和饮食，这个飞船都带不走。在太阳系来建立补给站还好。但是一旦出了太阳系，就会进入一片真空区域，前不着村，后不着店。到那时候，如果选择不回来，继续飞行，那最近的补给站都得到比邻星。这距离太阳系大概要4光年左右。

如果以第三宇宙速度也就是16.7km/s，要想到达比邻星至少都要7万年以上。也就是说，出了太阳系，要到下一个补给站至少要7万年的时间。这已经不是食物和饮用水够不够的问题了，这都远远超过一个人的寿命了。如果一个人的寿命按照100岁来说，那一个人要花700辈子才能飞到那边。

如此的距离，使得我们不能不把非常做得比航空母舰还要大得多，不仅要配备充足的食物和饮用水，同时带上足够多的人去，并且要在飞船上构建一个人类 社会 ，这非常类似于年初非常火的那部电影《流浪地球》。

但是，如果这么多，就又会带来另外一个问题，那就是如何让如此巨大的飞船达到宇宙第三速度？按照目前人类的技术，我们根本做不到这一点。因此，由于星际旅行之间的距离实在太远太远，直接导致载人飞出太阳系的可能性几乎是不可能的。也有人为，正是因为整个原因，我们才找不到外星人，而外星人也找不到我们。

如果飞出太阳应该具备什么条件？

从上文的讲述中，你也应该发现了，其实最难克服的是距离。因此，我们得具备让飞船可以达到相当快的速度，越是接近光速越好，但是根据相对论，速度越快，质量就会远大，要再加速就越困难。因此，需要极为强大的推进装置，可能可控核聚变都还只是一个起步，毕竟这个转化率不到1%。或许，如果未来可以利用正反物质湮灭来提供能量，那可能可以做到超强大的推力装置。但这还远远不够，还得能设计出足够扛造的飞船，能够承受住在如此高速之下还不散架才行。当然，以上我们还没有考虑到人是否能够承受得住。

所以，我们会发现，这种项目其实是一个系统工程，不只是一方面搞定了就可以，而是要注意各个方面。对于如今登月都不太容易的科学技术来说，要做到这一点真的是不太现实。

太脑洞了啊，题主这个关于人类想要飞出太阳系的问题范围比较大，因为没有说清楚只是航天器飞出太阳系还是载人飞船飞出太阳系，那么在这里，小地就从这两个方面展开分析。

1、航天器为什么无法飞出太阳系，如果要飞出太阳系需要具备哪些条件？

我们都知道，太阳系的半径约为1光年，也就是约为9.5万亿千米，按照最快且飞离太阳最远的飞行器旅行者1号平均16.61千米/秒的飞行速度计算，需要飞行约18000多年，然而截止到今天，旅行者才遨游太空仅42年。1977年旅行者1号探测器是在美国佛罗里达卡纳维拉尔角发射基地通过泰坦三号E半人马座火箭发射升空的，目前距离太阳约为220亿千米，速度v=22000000000/60*60*24*365*42 16.61千米/秒。

目前世界各国所发射的航天器，都是通过火箭燃烧化学物质所产生的推力实现升空的，由于火箭的绝大部分质量是燃料的重量，一方面限制了火箭的起飞速度，同时也限制了有效载荷的质量，而即使有效载荷携带的同位素温差发电机，也有一定的寿命（ 旅行者1号或将于2020年前后因没有电能供应而像一只无头的苍蝇在星际之间遨游 ），因此仅靠化学能量转换来获取推力的航天器几乎是不可能飞出太阳系的。

但是，如果在未来的某一天，咱们人类如果能发明一种飞船，其速度可与超新星爆炸时向外抛散物质的速度一样达到30000千米每秒（约为十分之一光速），届时飞离太阳系仅需10年，这对于人类 探索 宇宙具有极大的意义。

2、载人航天器为何飞不出太阳系，如果要飞出太阳系又需要具备哪些条件？

1969年7月20日，美国宇航员阿姆斯特朗在成功登陆月球后说了"one small step for a man, one giant leap for mankind"，意思是这是我迈出的一小步，却是人类迈出的一大步，然而截止到目前，人类的脚印也仅仅只是踩在了距地约38万千米之遥的月球，人类要想走出太阳系还任重道远。

在上文中，我们计算了现有技术条件下的非载人航天器飞出太阳系需要的理论时间约为18000多年，而对于载人航天器里的宇航员而言，则涉生老病死以及子子孙孙和孙孙子子的延续问题，否则就是就相当于送了一批“木乃伊”进入了太空，因为时间跨度实在是太长了，甚至超过了中国上下7000多年的辉煌 历史 。

同样，如果想要载人航天器飞出太阳系，其飞行速度则要超过十分之一光速甚至是二分之一还要多，这样才能减少宇航员在太阳系的穿越时间，毕竟送入太空还得返回地球。

有的朋友觉得只要人类的宇宙飞船速度达到了每秒钟16.7公里第三宇宙速度就可以飞出太阳系了。的确是这样的，宇宙飞船达到了第三宇宙速度飞出太阳系是迟早的事情。

旅行者一号太空探测器的速度已经达到了每秒钟17公里以上，它已经飞行了42年的时间，行程超过了211亿公里。但是它要飞出太阳系最起码也得需要大约17600年的时间。对于一颗没有生命的探测器来讲，它有足够的时间时间飞出太阳系的。

图示：旅行者1号太空探测器至今为飞出太阳系

然而人类要飞出太阳系可是一件非常困难的事情，要考虑的事情有很多。人类总不能乘坐着宇宙飞船在宇宙中飞行上万年的时间吧。所以人类要飞出太阳系需要具备的条件有很多。
宇宙飞船的速度
虽然宇宙飞船要飞出太阳系只需要达到第三宇宙速度即每秒钟16.7公里就可以了。但是有一点不要忽略了，太阳系非常的大，科学家估计太阳系的半径可能有1光年到2光年大小。如果宇宙飞船用第三宇宙速度飞完一光年的距离需要多久呢？答案是大约需要18000年的时间。这么长的时间换做是人类是无法忍受的。

图示：提升宇宙飞船的速度是最关键的

因此人类要飞出太阳系，速度很关键。如果人类要在用100年的时间飞出太阳系的话，速度最起码要达到1080万公里，即每秒钟3000公里。这是光速的百分之一。然而要达到这么快的速度，就要求人类研发新型的能源和宇宙飞船飞行技术了。

我们要飞向何方
如果是人类要飞出太阳系那就要有一个太阳系以外的目标，就是我们要飞到哪里去。我们总不能就是为了到太阳系边看一看，然后再返回地球吧？距离地球最近的太阳系外恒星是比邻星，如果未来的科学家确定确定在比邻星有一颗宜居星球值得人类去冒险，那么就给了人类一个飞出太阳系的理由。

图示：比邻星B也许值得人类飞出太阳系去冒险

人类不是为了飞出太阳系而飞，而是要飞到宇宙中另一个能够让我们落脚的星球上。这就像在大海中航行的船，最终的目的是要在另一个港口靠岸的。然而比邻星距离地球4.22光年，如果我们的宇宙飞船以光速的百分之一飞行到达比邻星则需要大约423年的时间。这需要我们的宇宙飞船速度还要继续提速，技术还要继续提升。
旅行途中的困难
如果我们能够实现用一百年左右的时间飞出太阳系来到比邻星。那我们还要在宇宙飞船中呆上100年的时间。这样即使我们年轻的宇航员20岁的时候从地球上出发，到达比邻星也已经是120岁了。人在地球上不可能活这么久的，更别说是在环境更加残酷的太空中了。

图示：星际旅行

因此如何让宇航员短暂的一生不要浪费在漫长的太空旅行中也是人类要解决的问题。现在科学家已经想出了一些办法，例如借鉴了一些动物们的冬眠行为来延缓人类在宇宙飞船中不必要的生命损耗。

另外，人类长期在低重力的宇宙中是否能够适应得了。宇宙飞船中人类生存所需的水空气和食物如何获得这些问题也是人类需要解决的。虽然科幻电影中让人类在星际旅行中处于深度休眠状态，宇宙飞船中的一切都交给机器人来处理。这些场景在现实当中能否实现呢？我们现在不得而知。

总之，人类要飞出太阳系是很困难的。对此大家有什么看法呢？