太阳系是扁平的，人类为什么不从垂直于太阳系平面的方向发射飞行器飞出太阳系？

presario1500

这样距离更短，会不会用的时间更短？

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太阳系行星的轨道确实相对比较扁平，但「垂直飞出」会消耗更多的能量。而且如果你以奥尔特云作为太阳系的边缘的话，那太阳系也不是那么扁平。

我们现在试图飞出太阳系的航天器，例如旅行者系列、先驱者系列的飞行器，都是在行星轨道的这个大平面上飞行的。这并不是思维僵化，而是可以利用「引力弹弓」效应，加速飞船。使用更少的燃料，达到更高的速度。
引力弹弓效应可以用一个直观的方式理解：你迎面向一辆飞驰而来的汽车扔一个网球，网球会被反弹回来。这时网球的速度是原先的速率加上汽车的速度。你没有消耗更多的能量，但网球的速度却大大增加了。
航天器利用引力弹弓效应时，当然不会直接撞到行星上，而是进入它的引力场，绕过半圈，以双曲线的方式飞行。在飞离行星的时候，自己就获得了更多的速度。

航天器常常利用火星、木星的引力来加速，可以靠很少的燃料就加速到足以脱离太阳引力的速度。

而如果垂直着飞出去，不光路上没有可供加速的引力弹弓，而且也没有什么有意思的东西，一路几乎都是真空。

5623178

谢邀。

太阳系的范围其实不是扁的，而是一个球体，所以探测器无论朝着哪个方向飞出太阳系，所要的飞行距离都是没有任何区别的。


由于各大行星环绕太阳公转的轨道平面夹角很小，行星看起来就像是在同一个平面上绕行太阳，所以太阳系经常会被误认为是扁平的。但太阳的引力作用不只是在各大行星的轨道平面上，而是会作用于以太阳为中心的球形区域，各个方向都是均匀的。万有引力定律表明，引力的大小只取决于质量和距离，与方向无关。因此，从垂直于行星公转轨道平面的方向飞出太阳系并不会缩短距离。


至于各大行星的公转轨道平面几乎共面的原因，这与太阳系的形成过程有关。最初的太阳系是一团星云，后来中心发生引力坍缩，使得星云逐渐扁平化，最终在原行星盘上形成了行星。

按照希尔球的范围来计算，在距离太阳1至3光年的范围内，其中的天体运动均是受到太阳引力的控制，这个球形范围就是广义的太阳系。正因如此，球壳状的奥尔特云包围着整个太阳系，那里分布着大量早期太阳系天体。


事实上，如果从垂直于行星公转轨道平面的方向飞出太阳系，探测器需要大量的能量，人类或许很难做到。地球绕太阳公转，轨道速度每秒可达30公里。如果沿着地球轨道平面发射探测器，就能利用地球的轨道速度，从而大大降低飞出太阳系所需的能量。

通过理论计算可知，从地球轨道飞出太阳系的逃逸速度为42公里/秒，但利用地球轨道速度之后，逃逸速度将会降为16.7公里/秒（因为需要考虑到地球引力作用）。另外，沿着地球轨道平面飞行还能飞到太阳系的巨行星附近，可以对它们进行探测，并顺便利用它们的强大引力来为探测器加速。

2zhitiger

你不能以你的眼光去看整个太阳系呀！因为为了大家对整个太阳系能有更直观性的感受，所以一般情况下，图片中看起来整个太阳系好像是扁平的，事实情况不是这样的。


太阳系各大行星的轨道

太阳系有八大行星，这八颗行星都围着太阳不停运转，我们称之为公转。而每颗行星公转的轨道并不是水平的，而是与平面有夹角，只不过这个夹角确实比较小。
如果我们用万有引力来想这个问题就会变得很简单，万有引力的作用是没有方向的。可以说它就是以球形范围的，不留死角的。所以只要你在太阳的球形范围内，你都在太阳系。


所以太阳系不是扁平的，而是以太阳为中心的球形范围才是太阳系。
为什么不垂直太阳系平面发射飞行器？

我们好好想想飞行器发射的基本原则是什么？那就是能省力就省力，如果我们垂直太阳系飞行就意味着飞行器需要完全抵抗太阳系的引力，且不说我们现在能否做到这一点，就算能做到也不用跟自己过不去吧。


但是如果我们就在地球上顺着地球公转轨道发射呢？要知道地球的轨道速度可达30公里每秒，借助这一速度不就能大大降低飞行器发射难度吗？
所以不垂直太阳系平面发射的原因，不是不可以而是更没必要。

JczaEZNv

太阳系的行星分布是近似扁平的，这是由于形成行星的星盘扁平化而形成的，但太阳系的范围其实取决于太阳的引力范围，而引力是没有方向性的，所以人类的探测器垂直向上飞并不能早点飞出太阳系。
人类只是为了更直观的探究太阳系天体而把太阳系模型做成了一个星盘状，在现在的太阳系模型以及科普图中，太阳系就像是一圈一圈的波纹一样呈现扁平状，但这个模型应该在最外围加上一个包裹太阳系的奥尔特云。

上图才是太阳系真正的范围，我们的旅行者一号现在只是飞出了太阳的日球层，而太阳系真正半径达到了一光年，以旅行者一号17km/s的速度还得飞几万年。

换言之，人类发射探测器的最初目的是尽可能的探测太阳系的行星，并且借助大行星的引力弹弓效应进行加速从而达到太阳系的逃逸速度，如果不计成本的垂直向上飞，首先就无法利用大行星的引力弹弓效应加速，这样一来就需要探测器自带能源，不仅费时费力而且耗资巨大。


太阳系是个球状，我们差不多处于球的最中心，平着飞在探测各大行星的同时还可以免费加速，竖着飞不但看不到各大行星，而且还要自带能源。