Question

为什么旅行者号飞了43年还有动力？为什么也不会撞上小行星？

Answer 1

43年过去了，美国宇航局（NASA）的旅行者1号和旅行者2号还在太空中飞行，前者离地球222亿公里，相对于太阳的速度为17公里/秒；后者离地球185亿公里，相对于太阳的速度为15.3公里/秒。

这么多年过去了，为什么两艘旅行者号太空飞船还能继续飞行呢？它们的动力来自于哪里？它们不会撞上太空中的小行星吗？

事实上，旅行者号飞船早已消耗完燃料，它们现在是无动力在太空中飞行。而且太阳的引力已经无法把它们吸引回来，这两艘飞船的轨道是开放的双曲线，它们将会依靠惯性飞向遥远的星际空间。那么，为什么无动力的旅行者1号和2号还能飞出太阳系呢？

关于这个问题，就要涉及到第三宇宙速度。通过计算可知，从地球出发的太空飞船，只要初速度加速到16.7公里/秒（相对于地球），也就是第三宇宙速度，它们就能依靠惯性飞出太阳系。

在太阳系的不同位置，受到的太阳引力不同，所以对应的太阳系逃逸速度也是不一样的。越靠近太阳，受到的太阳引力作用越强，对应的太阳系逃逸速度越高，反之亦然。

旅行者1号和2号在离开地球时，火箭并没有能力把它们加速到第三宇宙速度，而只是让它们达到第二宇宙速度，使它们可以摆脱地球引力束缚，飞向地球轨道外侧的太阳系。旅行者号飞船最终能够飞出太阳系，还要得益于四大巨行星的引力加速。

旅行者号遇上了一百多年一遇的天象。木星、土星、天王星、海王星，这四大巨行星的排列方式很特别，它们运动到了太阳的同一侧，旅行者号在理论上可以一次性飞越四颗行星。

在几大巨行星的强大引力加速作用下，旅行者1号和2号都超过了它们各自所在位置的太阳系逃逸速度。因此，尽管它们已经耗尽用于加速的燃料，但仍然可以离开太阳系。

为什么旅行者号飞了几十年都没有撞上太空中的小行星？

​在太阳系中，火星与土星之间存在小行星带，其中直径大于1公里的小行星数量至少有110万颗，而尺寸更小的小行星数量更多。尽管如此，旅行者号穿越小行星带时，也没有与其中的小行星发生碰撞，这是因为太空极其空旷。再加上小行星和旅行者号都很小，引力很弱，所以旅行者号与小行星相撞的可能性极低。

只要避免正面撞上几大行星，旅行者号就能安全地在太空中飞行。未来，当旅行者号进入更为浩渺的星际空间之后，它们更大可能不会撞上太空中的天体，这两艘无人太空飞船将会像太阳一样环绕银河系中心运动。