太阳系边缘发现神秘力量，旅行者异常减速，到底是怎么回事？

旅行者一号为何被“降速”，太阳系边缘是否存在着神秘力量？~

旅行者一号为什么被莫名其妙的“降速”。事实的确如此，在旅行者一号的旅途中，人类利用土星和木星等的引力弹弓做过加速，但很奇怪，看似空无一物的太空之中，应该毫无阻力保持惯性匀速飞行，但不知道为何，它的速度却一直在走“下坡路”。其实，原因很简单，即便它已经距离太阳如此之远，但太阳的引力，仍然像如来佛祖的手掌一样，在不断地减缓它的速度。所以，旅行者一号和二号能否飞出太阳系，还是个问号，但有一点可以确定，当它真正飞离太阳系的时候，人类早已经把它忘记了。


旅行者一号在1977年9月5日升空，到现在已经出走了41年，距离地球216亿公里，相当于从太阳到地球的72个来回。 曾经有消息说，旅行者一号已经成为人类历史上第一个飞出太阳系的人造航天器，这其实是个误传。

其实真相是它已经脱离了太阳风的影响了，但这距离飞出太阳系，还差了十万八千里呢！ 太阳系的边缘的准确判定是奥尔特星云，这片暗星云包裹着整个太阳系，半径1光年，如果真飞过了奥尔特星云，那就是真正离开太阳系了。

过去41年，旅行者一号就飞了0.00228光年，飞跃奥尔特星云，你算算吧！照旅行者一号现在的速度，再飞2万年差不多。

我们的太阳系形成于46亿年前一个巨型分子云受临近超新星爆发影响而发生的一次引力坍塌。

在原恒星盘中央区域的巨量氢和氦继承了原分子云的角动量而开始高速旋转，并在这个过程中不断提高自身的温度最终“点燃”了巨量氢元素的可控核聚变，太阳系的主角“太阳”正式迈入长达100亿年的主序星生涯。
太阳诞生之后剩余的重元素在太阳引力作用下形成了如今的八大行星以及它们各自的卫星还有火星和木星之间的小行星带，在太阳系的最外围还存在着海量的彗星以及未发现的类冥天体等等。
美国在1977年9月5日发射的旅行者一号探测器是目前距离地球最远的人造物体，但得益于核电池的超强续航，关闭了大部分设备的旅行者一号目前还能和地球保持联系，预计到2036年旅行者一号将会完全断电。

目前的旅行者一号位于20光时16光分14光秒外的太阳系日球层外，而太阳系真正的边界是一光年外的奥尔特云，因此旅行者一号在未来很长一段时间内都无法飞出太阳系。
然而前段时间网上传出了“旅行者一号被神秘力量减速”的消息其实旅行者一号被减速是非常正常的一种现象，为什么这么说呢？
因为旅行者一号发射后除了火箭提供的初速度飞行外就是借助于大行星的引力弹弓效应进行加速，它自带的16个联氨推进器更多是用来调整姿态而非加速的，因此旅行者一号可以说完全是用惯性在飞行。

在没有动力也没有额外加速度的情况下，惯性飞行的旅行者一号会持续受到太阳引力的拉扯，久而久之它的速度就会有略微的放缓，所以说旅行者一号被减速并不是什么“神秘力量”所导致的，而是我们熟悉的引力。
早在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中牛顿就阐明是三大运动定律，其中说明了物体在没有受到外力使用时将保持静止或者匀速直线运动。

而旅行者一号就是在匀速直线运动中受到了“太阳引力”这个外力而减慢了速度，不过速度被减慢后的旅行者一号速度仍然超过了16.7km/s，因此只要给它足够的时间它就能飞出太阳系。

这一个非常有趣的话题，因为事实上表现确实如此，人类的探测器到到达太阳系边缘时无一例外出现了减速，似乎有一层“墙”挡住了航天器的去路？当然有图为证！

上图是旅行者2号从地球出发前往太阳系外时的速度变化曲线，不是说太空中没有空气阻力么，为什么速度在逐渐降低？难道真有太阳系牢笼拦住了人类的航天器？

一、旅行者2号的速度曲线为什么是个锯齿状？

我们先来解释下为什么会出现锯齿状，各位仔细看一下就能发现这些锯齿定点所在的位置就是各大行星所在位置！着实因为旅行者二号使用了这些行星作为免费的“加油站”！

这就是所谓的引力弹弓，在接近行星时调整进入行星的角度，掠过行星时让行星的引力带着旅行者二号在行星的公转轨道上跑一阵，获得行星宫公转速度转移分量！当然这并不是凭空而来的能量，探测器的速度提升是降低行星公转速度为前提的，但事实上由于两者质量差异巨大，因此行星公转速度降低可以直接忽略！

上图是旅行者经过木星附近时利用木星引力获得加速的轨迹示意图，当然从这个示意图来理解还有些困难，不过种花家为各位准备了动图，这样理解起来就容易多了！

当然引力弹弓除了加速以外还有减速，更可以变轨，各大前往太阳系外的探测器无一例外都在行星附近变轨转向的，否则这将大量消耗探测器的燃料，或者增加无谓的燃料质量！

旅行者一号在经过土星时候转向前往银心的，而旅行者一号是经过海王星附近时候变轨转向前往冥王星，但它只是飞掠，并没有作停留，直接前往太阳系外。因此这些锯齿状速度变化曲线就是探测器路过行星附近时收到引力加速时的速度，离开后收到引力梯度空间的约束速度渐渐变慢，但仍然要高于进入时的速度，因为它获得了行星公转加速！

二、旅行者2号的速度为什么会越来越慢？

引力弹弓是看明白了，吃瓜群众的问题也来了，从地球到太阳系外，免费的加油站有火星、木星、土星、天王星、海王星，但为什么那么多行星引力弹弓的加速下，速度还越来越慢，这说明了什么？

1、引力弹弓的加速取决于行星公转速度

如上图所示，探测器的引力加速分量是+2U，即行星的2倍公转速度，那么从太阳系内行星到外行星，公转速度是逐步降低的，因此速度这些加油站会越来越不给力，就像旅行者2号，到最后直接就飞掠了，懒得再用它加速！

2、探测器前往太阳系外的轨道因素，会导致它的速度越来越低！

太空中确实没有阻力，但仍然会有引力的约束，跟地球上发射探测器一样利用的火箭环绕地球产生的“离心力”大于地球引力而逐渐脱离地球的轨道！因此从地球轨道上前往太阳系外时走的也是一条“圆形轨道”

当速度等于环绕速度时候，这条轨道就是一个正圆形，当速度大于环绕速度时，但低于逃逸速度时候轨道就是一个椭圆轨道，当速度等于逃逸速度时候，这个椭圆轨道不再闭合，成为一个抛物线轨道，速度再增加，那么将会曾为双曲线轨道，比如奥陌陌的轨道，它以远超太阳系逃逸速度进入，轨迹就是一条双曲线轨道！

但无论是抛物线轨道还是双曲线轨道，无一例外都是近日点时速度最高，当其前往太阳系外时速度仍然会逐渐降低，但只要探测器速度大于其所在位置的逃逸速度，那么它即使再慢也将逃出太阳系！

因此我需要理解一下的是，无论是旅行者还是先驱者又或者是海盗号，它们前往太阳系外的轨道除了测控与引力弹弓加速以外，整体上走的是一条抛物线轨道，距离太阳越远，其速度会越慢，因为它要克服引力梯度空间势能，但它最终逃出太阳系！

三、所谓的太阳系牢笼或者皮壳层理论究竟靠谱不？

那些断章取义的并不会跟你说那么多原理，只会告诉大家航天器速度下降，太阳系存在一堵“墙”，不明真相的群众则会信以为真，但事实上用各位学过的中学知识理解下，这明显就是正常现象！

特别是还有一些太阳系日球层的示意图，甚至可以不加修改直接将文字描述改成皮壳层即可，这也是导致一部分朋友误认为存在太阳系皮壳层的重要原因，因为NASA精心制作的图却被他们用在了反科学的宣传上，不得不说这是一个莫大的讽刺！

还有很多煞有介事的画出了皮壳层的距离，为了自圆其说还给它加上了太阳系和银河系皮壳层望远镜，还说在地球近地轨道上看不到星星，在月球上也看不到星空，并且还有登月宇航员背书，这让登月第一人阿普斯特朗情何以堪呢？因为有另一部分人认为美国人没有登上月球，但挺皮壳层派却认为美国人已经登月，并且宇航员告诉大家看不到星星，这两派必定有一派是胡说，或者两派都在胡说！

上图是过曝的地球，只有在过曝的条件下，地球周围的星星才能显现出来，否则前景曝光合适的条件下的快门时间过短，无法让星星在底片上留下倩影！

几个说明，这些所谓的事实都不攻自破，作为读者，您更愿意相信谁的说法呢？

宇宙中我们有很多还没有发现的神秘力量，需要去探索。

行者1号前往太阳系外的轨道除了受到测控与引力弹弓加速以外，整体上走的是一条抛物线轨道，距离太阳越，他的速度会越慢，是因为它要克服引力梯度空间势能

这就是大自然神奇的地方没有人可以解答，大自然的规律是很神奇的

这说明宇宙还有很多人类没有办法探索到的谜底。还有待人类揭晓。

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