太陽系是扁平的，為什麼旅行者一號不垂直向上飛？

答：向上飛需要達到的逃逸速度，是水平飛出去的3倍多，而且向上飛就不能藉助其他行星的引力彈弓效應進行加速，將大大增加發射難度。

我們知道，在地球上的飛行器，需要達到第三宇宙速度v3=16.7km/s，才能憑藉慣性飛出太陽系。

像旅行者二號，當初離開地球的速度是10km/s，但是經過木星和土星的加速後，最後還是脫離了太陽引力，目前速度15.5km/s。

之所以不垂直黃道平面向上飛，主要有兩個原因：

其中一個關鍵，就是第三宇宙速度是相對於地球而言的，飛行器要脫離太陽引力，在地球軌道處的逃逸速度為42.2km/s，飛行器正是藉助了地球的公轉速度29.8km/s，才使得發射速度大大降低。

若飛行器要想垂直黃道平面向上飛，也不是不可以，只是無法利用地球的公轉速度，那麼發射速度將高於42.2km/s，才有可能脫離太陽引力；若要嚴格向上飛行，還得克服一部分地球的公轉速度，最終的發射速度在53km/s之上。

如此可見，垂直向上飛需要53km/s的發射速度，水平飛行只需要16.7km/s的發射速度，換算成能量可相差了十倍多，目前的航天技術，根本達不到如此高的發射速度。

另外，飛行器在經過大天體時，如果切入方位合適，就可以利用該天體的引力為自身加速，加速的前提，就是飛行器的離開速度方向，和天體的運動至少有一個分量方向一致。

這個很好理解，天體的動量是向前的，那麼被加速的飛行器，增加的動量方向必然也是向前的，這樣才能保證動量守恆；若飛行器垂直向上飛，當然就無法利用引力彈弓效應加速，也會大大增加飛行器的發射成本。

以上兩點，決定了人類目前的飛行器，只能在黃道平面上飛行，無法實現垂直向上飛；或許等若千年後，人類實現了星際航行技術，就有條件垂直向上飛出太陽系。

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首先吧，太陽系是扁平的這種說法本身就是不正確的。太陽的引力作用在以太陽為中心的每個方向都有，因此嚴格來說太陽系應該是一個球形的。只不過由於太陽系形成之初的某些因素，導致了已知的太陽系的行星都在近似同一平面公轉，才讓大多數人認為太陽系是扁平的。一些太陽系示意圖也無意中誤導了一部分人，實際情況並不是這樣的。

關於旅行者一號為什麼不垂直向上飛，個人認為主要有以下兩點原因：

1. 人造航天器只有達到第三宇宙速度，也就是16.7千米每秒的時候才可以在無需後續加速的情況下擺脫太陽引力的束縛，離開太陽系。但目前人類的科學技術水平很難使航天器加速到這麼快，甚至可以說根本不可能。因此說句不好聽的，如果垂直向上飛根本飛不出太陽系。慶幸的是天文學上有一個好方法，叫做「引力助推」，也被稱作「彈弓效應」。就是藉助行星公轉速度獲得一定的速度增加。經過這樣的速度增加，航天器很輕易就可以達到第三宇宙速度。不過這個做法需要航天器接近行星，因此航天器必須朝著行星軌道平面這個方向飛。我的頭條有發表過相關文章有詳細介紹，有興趣的讀者們可以去看看。

2. 個人認為航天器成本巨大，製造不易，因此肯定會儘可能的發揮其潛力。如果垂直向上飛行的話，會經過很大一部分空曠的宇宙空間，沒有觀測成果。單以飛出太陽係為目標不足以發揮其作用。如果在軌道平面附近飛行的話，可以對太陽系的各個行星都進行一個簡單的探索，也對人類深入了解太陽系其他行星貢獻了一份力量。

旅行者一號目前究竟有沒有飛出太陽系，眾說紛紜，但不可否認的是，作為一個有著遠大目標的航天器，無論在當時還是在現在，都對人類探索未知宇宙做出了不朽的貢獻。

地球之外哪有那麼多王法？當然也是可以的呀！

只是…………

人類目前還很弱，垂直往上飛的話，就占不到其他行星便宜了，另外就是無法一窺其他行星的那些個小秘密。

而如果不能給其他行星拍幾張寫真，還要多花錢（也不知多花錢能不能辦到），那麼你說，旅行者1號還有什麼用？能審批通過嗎？

反正我是不會批准的。

八大行星與太陽大小比較，地球在哪兒？圖片來自Lsmpascal。

藉助其他行星的力量，以便讓自己獲得加速，這是引力助推。（上圖是飛船藉助地球的力量）

旅行者2號比旅行者1號更甚，所以，先以2號來舉例：

圖片來自張天蓉的博文（美國德州大學奧斯汀分校理論物理博士）

注意看上圖（可以放大圖片看），縱坐標是飛行器相對太陽的速度，橫坐標是飛行器飛過的距離AU（太陽到地球的距離）。

圖中紅色的線代表旅行者2號的速度變化圖，你會發現，從地球發射後，其速度一直在降低，因為有個東西在扯著它，這就是太陽引力。

但是，當它飛到木星，通過引力助推，從木星獲得一些動量後，其速度嘩的一下，就垂直上去了，就好像有主力在拉升（股票用語），離開木星後，其速度又逐漸降低，後來，它來到土星，速度再次被拉升，土星也是個大主力機構，同樣，來到天王星海王星，都被再次拉升……

圖中綠色的線代表探索冥王星的「新地平線號」探測器，它只藉助了一次木星的力量，然後就獲得了逃逸太陽系的速度。

上圖箭頭所指的那根藍線，代表不同的距離處，逃出太陽時所需要的最小速度。

可以看到，距離太陽越近，需要的逃逸速度就越大，而旅行者2號從地球發射後，其速度一直在太陽逃逸速度之下，也就是說，如果沒有木星、土星等兄弟拉一把，它終究還是跳不出太陽的手掌心。

但奇怪的是，新地平線號從發射離開地球後，其速度一直在逃逸速度之上，這是為何？因為它是有史以來以最快的發射速度離開地球的人造物體。

但即使如此，新地平線號也藉助了一次木星的引力拉扯，這才不至於後來降到逃逸速度之下。

圖片來自張天蓉的博文。

從上圖可以看到，旅行者1號只藉助了木星和土星的引力助推，由於不再打算去天王星和海王星家借力，這傢伙馬上就翻臉不認人了，離開土星後，旅行者1號立即與太陽黃道分道揚鑣（不是橫著飛了），直接朝蛇夫座的方向前進，一直到今天也如此。

對了，上圖（b）中有一處錯誤，你能挑出來嗎？

太陽系不是扁平的，只是各大行星基本上在黃道面附近運行。

旅行者為什麼要沿著黃道面飛行，而不是垂直向上飛行呢？

我覺得有以下幾個原因，可能不完全，但是這些因素還是有的。

1，旅行者的飛行目的

旅行者號探測器是外層星系空間探測器，由美國研製並建造，共發射兩顆。原名分別是「水手11號」和「水手12號」 。旅行者2號和旅行者1號分別於1977年8月20日和9月5日發射升空。這兩個姊妹探測器沿著兩條不同的軌道飛行。擔負探測太陽系外圍行星的任務。

所以如果垂直與黃道面發射，還上哪裡去探測太陽系外圍行星呢？直接找外星人玩去了！

2，燃料重量有限

旅行者號發射時，太空技術還沒有今天這樣成熟，再加上成本控制，它能攜帶的燃料有限，既沒有現在成熟的電發動機，也沒有太陽風帆之類的未來技術，所以需要靠一種「引力彈弓」的方式接力經過太陽系的各大行星，也就是先到一個行星，在行星周圍繞幾圈，把速度提上去，然後再擺脫行星才有力氣前往下一個行星，不知道是有沒有士力架，要是有的話其實給它吃上幾條估計也不用這麼費勁了。

3，地球在黃道面上自帶角動量

儘管地球的赤道和太陽黃道有20多度的交角，但是地球在黃道平面上的角動量分量還是大於垂直方向上的，所以向黃道面發射，探測器還是能借到一部分地球自帶的慣性的。

4，銀河系還算比較厚

銀河系平面和太陽黃道平面有60多度的交角，所以如果外星人來襲擊地球，想大劉等科幻作家說的那種，先攻擊天王星，木星，一步步再進攻地球的可能性比較小，更大概率來說，外星人會從銀河平面角度直接進攻地球，不用繞道去別的行星。

換句話說，如果旅行者的目的單純，只是向星際鄰居表明我們的存在的話，那實際上應該直接60度仰角發射，直接進入銀道平面，這樣被發現的機會遠遠超過沿黃道平面離開的概率。

但時候在銀盤還是有厚度的，而旅行者號那點可憐的小速度，幾千萬年也不見得能飛出銀河這個盤子，還是有一定的希望被其他文明發現，給他們帶去點驚喜的。

太陽系是扁平的，為什麼旅行者一號不垂直向上飛？

其實你如果看過飛出太陽系的幾個探測器路徑的話就不會有這個問題了，既然提到了，那不妨先來看看路線圖！

看清楚了，旅行者2號和先驅者10號基本沿著黃道平面飛出太陽系的，先驅者11的角度和黃道平面有一些角度，但旅行者1號和黃道平面的夾角就有點大了！所以旅行者1號還真是向這太陽系黃道平面的北天極飛的！只是不太垂直而已..........

不知道各位有沒有發現，所有的探測器在木星軌道內都是沿著黃道平面飛行的，到了木星或者土星才突然轉向.....這裡就不得不提一個名詞了：引力彈弓

這是火箭技術有限的地球人想出來免費加速探測器的辦法，缺點是要沿著著大質量的行星的軌道，如果一次不夠還要兩次三次......所以當你旅行者發射時的窗口是百年難遇的，因為探測器一路可以沿著太陽系的行星加速，最後探測所有天體後進入柯依柏帶飛出太陽系....這是一條天才設計的引力彈弓軌道!

引力彈弓加速技術

卡西尼的土星之路，優點是可以最大質量搭載設備，缺點是時間極為漫長.....從圖中可以看出，1999年8月18日發射，2004年7月1日到達....科學家的活真不是人乾的，就像等一個快遞，5年才到，這心情.......其實旅行者更久，超級有耐心的也就他們了！

這樣解釋能明白嗎？因為只有在黃道平面上才能不斷獲得引力彈弓的加速，但如果離開了之歌平面就是「讓你一次喝個夠了」，因為路上再也沒有加油的地方，北天區的方向最近的天體也在7-8光年外......慢慢爬吧，等螞蟻爬到美國，你還不會到！

題主誤解太陽系了，太陽系的範圍其實呈現為球體，而非扁平狀的。

我們在很多有關太陽系的照片中可以看到，太陽系中的各大行星幾乎在同一個平面上繞著太陽運動，但這並不意味著太陽系是扁平的。擁有巨大質量的太陽是太陽系的主宰者，它的引力控制著太陽系中各個天體的運動。而太陽的引力作用並沒有方向性，它會朝著各個方向產生相同的引力作用。

因此，太陽系的範圍不是扁平狀的，而是球形的。如果以太陽引力的控制範圍作為太陽系的範圍，那麼，太陽系是一個半徑為1至3光年的巨型球體空間。在太陽系的外邊緣，有一個呈現為球殼結構的奧爾特雲，其中分布著大量的小天體。

之所以各大行星的公轉軌道幾乎共面，這與太陽系如何形成有關。在46億年前，太陽系從一團旋轉的原始星雲中誕生，隨著星雲的自轉，大量的物質被集中到中心形成太陽，而整個星雲也變得扁平化，所以從殘留星雲中形成的行星幾乎會在相同的平面上繞著太陽公轉。

因此，旅行者1號不管朝著哪個方向飛出太陽系都是一樣的。但由於地球擁有公轉速度，旅行者1號朝著太陽系黃道面飛行能夠利用這個速度，以達到節省燃料，所以垂直於太陽系黃道面飛出太陽系很費燃料。並且沿著太陽系黃道面飛行，旅行者1號還能順路去探測木星和土星。

謝謝邀請。

這個問題主要有兩個原因，一是因為人類的科技所限。第二是探測目標的需要。如果人類能夠造出有如飛碟一般的飛行器，從地球南極垂直飛出去當然不成問題。

想要探索星空，技術並不充足的情況下，科學家們當然要動腦筋想出許多方法來的。

沿著太陽系，穿過不同的行星軌道，藉助它們不斷的加速，是目前最為有效的做法了。所以，人們才選擇了穿越各星軌道飛行，並且取得了不錯的效果。

此後的一系列探測活動，不管是伽利略號，還是卡西尼號，都用了這種方法。

（伽利略號的加速軌道圖）

宇航飛行，人類主要的技術挑戰目前仍然停留在飛行技術上。為了把幾十公斤的探測器送到近地軌道，人們不得不去製造巍峨高聳的運載火箭，以克服強大的地球引力。

除了反向推力火箭外，人們目前還沒有其他的好辦法把大質量的物體送入太空。從第一枚V1火箭誕生，到現在，人們已經用了七八十年了，但仍然沒有研究出新的運載方式，可見探索星空之艱難。

在宇宙中也一樣，飛行器想要加速、調整航向，必須通過反作用力火箭，或是其他的等離子發動機一類的能產生反作用力的東西。然而，我們的技術無法送達更多的燃料進入太空，當然，我們的燃料的效率也非常有限。

所以，攜帶少量的燃料，藉助天體的引力，是科學家們最為聰明的選擇。

萬有引力是普遍存在於宇宙之中的，科學家們利用行星的引力，是可以提高飛行器的飛行速度的。只要找准軌道，飛行器並不會被行星捕獲或墜毀，反倒可以利用其改變速度和方向。這一理論在旅行者一號上反應得盡乎完美。

旅行者一號任務剛巧趕上了176年一遇的太陽系行星幾何排列。科學家們為其設計了一條最為節省燃料的軌道。它的最遠目標是希望能夠訪問海王星。海王星距離地球約43.5億公里，以旅行者飛出地球引力的速度去到達那裡，

如此漫長的距離，沒有足夠的速度，我們要等到什麼時侯才能到達呢，所以利用行星引力成了一個最為重要的選擇。

旅行者一號最初的主要目標是探測木星與土星及其衛星和土星環。它於1977年9月5日在卡納維拉爾角空軍基地出發，1979年1月開始對木星進行拍攝。並於同年的3月5日，藉助引力加速離開木星，朝土星方向奔去。它的速度已經被增加到了每秒鐘17公里以上，也就是每小時6萬多公里。

1980年11月，旅行者一號掠過土星，開始進行星際探索任務。2011年11月7日，旅行者一號正朝著蛇夫座方向前進，距離地球大約為119.5個天文單位，信號溝通時間大約為16.13個小時。2012年8月，旅行者一號已經穿越了三重激波。由於未知的原因，它仍然處在太陽的磁場範圍同人，不過，已經到了非常邊緣的地帶。

所以，基於探測目標，旅行者一號的軌道選擇了奔向幾顆行星，這樣我們才看到了它發回來的土星和木星近距離照片。這些照片在當時來說，的確震撼了全世界。

旅行者一號的使命早就完成了，2014年9月，NASA宣布它已經飛出了太陽系，幾乎用盡了最後一點電源，預計在2025年前後將徹底與地球失去聯繫。它是人類飛出最遠的飛行器，就算飛行速度已經達到系小時6萬多公里，但想要到達比鄰星，也要用掉73600年。

正因為太陽系個大行星的運行軌跡是盤形的，旅行者一號才要按照盤形方向飛，因為它要去考察這盤中之物。

迄今為止，人類發射的各種宇宙探測器，都是為了探測太陽系內個大行星或者衛星、小行星的，而向上垂直飛，空無一物，怎麼探測？所以題主的這個問題有些荒唐可笑。

當然除此之外，即使今後發射了不需要探測太陽系以內天體的探測器，也還是要在盤中飛，這是因為兩個原因，一是利用地球自轉公轉的力量，借力把飛行器「甩」出去，就像運動員扔鉛球一樣，轉幾個圈，那力量就省了許多。二是在飛行途中，還要利用各大行星的引力彈功效應，為探測器獲得加速度。

旅行者一號就是在經過木星和土星時，通過引力彈功效應的助推，獲得了足以完全擺脫太陽引力的動能。它現在的速度是每秒17.043 公里，超過了擺脫太陽引力每秒16.7公里的第三宇宙速度，已經飛到距離地球213.8億公里的星際空間，正在向著太陽系以外飛去。

這就是時空通訊的觀點，歡迎點評討論。

因為垂直向上飛，能航行的距離還沒有現在的遠，並且隨著燃料的耗盡，應該早就被太陽引力拽回來了。

說實話，我們能想到的情況，專家們也早已想過的。而且旅行者一號並不是用來測太陽系/厚度的探測器，它的任務是探測其他行星，後來才飛出太陽系的。

①前幾年新聞報道，旅行者一號已經飛出太陽系。但因為平時我們看扁平的太陽系模型看多了，就會很自然的以為：離開太陽系=穿過最遠行星軌道

但這是一個錯誤的觀點，從NASA的說法來看，穿越太陽系，是指穿過日球層，也就是太陽風能夠到達的最遠端。

很顯然，即便你垂直的飛到了眾星球的上方，但是你沒能飛出日球層，那麼你還是在太陽系內。

②下面就來講講，為什麼旅行者要橫向飛出太陽系？

首先引力是立體的，不論你向哪個方向，都需要克服引力做功，消耗能量消耗燃料。但是沿著行星飛有一個巨大的好處：可以利用引力彈弓效應。簡單來說，就是利用行星的引力為自己加速以及節省燃料。這樣一算，確實比垂直飛行要更加持久！

③垂直發射需要更大的速度，因為中途沒有行星為你節省燃料和加速，那麼探測器需要在耗盡之前達到最低逃離太陽系的速度，以地面的發射速度來說，在出大氣層時速度要在50公里每秒以上（綜合地球公轉速度和第三宇宙速度）

但是很遺憾，這麼高的速度目前還達不到

綜上：所以要飛出太陽系的航天器，都不會選擇垂直飛行這條途徑！

旅行者一號探測器最初的目標是探測木土二星的情況，以及土星環，木星的衛星與土星的衛星，誰會製造一個非常昂貴的飛行器什麼事情都不做，就為了飛出太陽系呢，這樣豈不是大大的浪費金錢與技術嗎？

旅行者一號於1977年9月5日正午12點56分在美國的卡納維拉爾角空軍基地發射升空，成功的離開了地球，準備完成它的既定目標。

起先NASA的科學家就決定了在旅行者一號完成既定的任務後就向著太陽系外圍飛，不然的話，就不會搭載那個著名的唱片了，攜帶著地球、人類的信息。

1980年末，旅行者一號接近了土星，開始對土星環進行觀測，並且探查到土衛六上擁有濃密的大氣層。

旅行者一號與二號一樣，都有著原本的行星探測任務，不是單純的為了飛出太陽系，所以這是為什麼不垂直往「上」飛的一個原因。

另一個原因就是星體的引力，不是單單一個方向上的引力，它是各向同性、四面八方的，你向「上」也好，向「下」也罷，都得受引力的影響，而且如果按照題目的意思飛的話，估計探測器上的三塊放射性同位素溫差發電機提供的動力能源不足以支撐它飛更遠的距離，必須利用行星的引力彈弓效應才能使探測器節省能源，從而飛得更遠。這是最主要的原因。

所以旅行者一號、二號才不能像題目那樣的飛。