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离开太阳系的人造物体列表中都是NASA发射的太空探测器及其运载火箭的最上级。其中三个探测器,“航海家1号”,“航海家2号”和“新视野号”仍在运作中,并定期通过无线电通信联系,而“先锋10号”和“先锋11号”现在已经失效。除了这些太空探测器之外,一些上层级和溜溜球去自旋,假设它们继续沿著它们的轨道前进,也正在离开太阳系。
这些物体因为它们的速度和方向使它们远离太阳,并且在它们与太阳的距离上,太阳的引力不足以将这些物体拉回或进入轨道,因此他们正在“离开”太阳系。它们并非不受太阳引力的影响,虽然正在减速,但仍然以离超过开太阳系的逃逸速度远离,并滑行到星际空间。
尽管其它探测器是较早先发射的,但“航海家1号”的速度更高,超过了所有其它探测器。1977年12月19日,“航海家1号”在发射几个月后,就超过了“航海家2号”[9]。它在1981年超过了“先锋11号”[10],然后在1998年2月17日超过“先锋10号”,成为距离太阳最远的探测器[11]。 “航海家2号”的移动速度比之前发射的所有其它探测器都快;它在20世纪80年代末超越了“先锋11号”,然后在2023年7月18日超越了“先锋10号”,成为距离太阳第二远的太空探测器[12][13]。
根据先锋号异常或“先锋号效应”对它的影响,“新视野号”也可能超越先锋号探测器,但需要很多年才能超越。预估它将在2143年超过“先锋11号”,在2314年超过“先锋10号”,但永远不会超过“航海家号”[10]。
为了将距离放在表中的上下文中,冥王星的平均距离(半长轴)约为40 AU。
注解:上述数据截至2023年12月17日的。来源:喷射推进实验室 [14]。NASA SSD模拟器[15],和新视野号[16]。
太阳逃逸速度是离太阳中心距离(r)的函数,由
其中乘积“G”“Msun”是日心点引力参数。从太阳表面逃离太阳所需的初始速度是618 km/s(1,380,000 mph)[17],在地球与太阳的距离(1AU)处,下降到42.1 km/s(94,000 mph),并在距离100AU处下降至4.21 km/s(9,400 mph)[18][19]。
为了离开太阳系,探测器需要达到局部逃逸速度。离开地球后,太阳的逃逸速度是42.1 km/s.。为了达到这个速度,还可以使用地球绕太阳的轨道速度29.78 km/s,这是非常有利的。稍后通过行星附近,探测器可以通过重力助推获得额外的速度。
每一个行星探测器都被一枚多节火箭放入其逃逸轨道,其最后一节的轨道与发射的探测器几乎相同。由于这些节不能被主动引导,它们的轨迹现在与它们发射的探测器不同(探测器由允许改变航向的小型推进器引导)。然而,在探测器因重力助推而获得逃逸速度的情况下,这些节可能没有相似的航向,而且它们与其它物体相撞的可能性极低。逃逸轨迹上的推进节包括:
此外,在“新视野号”探测器从第三节火箭上释放之前,还使用了两个金属丝上的小重量来减少其旋转。一旦自转速度降低,这些质量和金属丝就被释放了,因此也在逃离太阳系的轨道上[25][26]。
上述物体都不可追迹,因为它们没有电源或无线电天线,无法控制地旋转,而且太小而无法被探测到。除了预测的太阳系逃逸轨迹之外,它们的确切位置是未知的。
“先锋11号”的第三节被认为在太阳轨道上,因为它与木星的相遇不会导致逃离太阳系[21][需要较佳来源]。 “先锋11号”在随后与土星的相遇中获得了逃离太阳系所需的速度[可疑]。
2006年1月19日,前往冥王星的“新视野号”探测器在发射时,半人马座火箭上层和Star-48B的第三节就直接达到太阳逃逸轨道的速度16.26千米每秒(58,536千米每小时;36,373英里每小时)[27] New Horizons passed the Moon's orbit in just nine hours.[28][29]。随后与木星的相遇只增加了它的速度,使探测器比没有这次相遇的探测器提前三年到达冥王星。
因此,迄今为止,唯一“直接”发射到太阳逃逸轨道的物体是“新视野号”太空探测器、它的第三级和两个自转质量(Yo-yo de-spin)。“新视野号”的半人马座第二节没有逃脱;它位于2.83年的日心(太阳)轨道上[22]。
考虑到星际空间的巨大空虚,这里列出的所有物体,除非它们与另一个物体碰撞(或被另一个天体收集,但可能性极低),都有可能在时间轴上继续进入深空,否则它们甚至可能比太阳生命的主序阶段还要长数十亿年[31]。先锋号或航海家号探测器与恒星(或恒星残骸)碰撞可能性的一个估计时间尺度是1020年(100万亿年)[32][33]。然而,它们不太可能获得足够的速度逃离银河系[32](或其未来与仙女座星系的合并)进入星系际空间。
1990年,太阳探测器“尤利西斯号”向木星发射,以到达太阳两极上空的高倾角日心轨道;该探测器于2008年关闭。“尤利西斯号”目前处于绕太阳79°的高倾斜轨道上,其远日点与木星轨道相交。2098年11月,它将与木星再次近距离飞行,穿越欧罗巴和盖尼米德的轨道。在这次重力助推之后,它可能会进入围绕太阳的双曲轨道,最终将离开太阳系[34]。
“尤利西斯号”现已关闭,且因为其RTG电源已经耗尽,因此无法联系。自2009年以来,无法以任何管道跟踪或引导。因此,它的确切轨迹是未知的,因为太阳辐射压等因素可能会显著改变它的遭遇路径。
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