旅行者一號為什麼不直接垂直於黃道面飛出太陽系，為什麼要穿越行星軌道飛出太陽系？

猜一猜，題主的意思大概是垂直黃道面飛出太陽系距離更近一些，上面空蕩蕩的，沒有什麼阻攔？其實這毫無道理。

太陽作為一個大質量天體，其引力範圍是一個球狀，不管從哪個方向飛，引力都是一樣的。如果一定要有方向的選擇，順著黃道面而不是垂直黃道面飛，會更省力一些。因為還可以藉助地球自轉和公轉的勢能。

其實旅行者1號的最重要任務並不是飛出太陽系，而是對木星、土星的探測活動。太陽系的行星軌道是一個大圓盤，各個行星大致都在地球黃道這個圓盤上下，因此只有從黃道切線飛出，才能夠到達其他的行星軌道。

這樣只需要很少的燃料作航向修正，旅行者1號就能夠藉助各個行星的引力勢能，獲得加速度。

事實上，旅行者1號一路飛去，探測了木星和土星後，還先後掠過了天王星和海王星，得到這幾顆行星的引力彈功效應，才獲得了17公里每秒的宇宙第三速度，實現了可以脫離太陽引力的速度。

這種機遇和效果，是垂直於黃道發射想都不敢想的，因此所謂垂直黃道飛行，實在找不出任何理由。

根據仍然工作的探測器傳回的數據分析，實際上旅行者1號已經脫離了太陽風帶電粒子影響範圍，遇到越來越多的星際帶電粒子，因此NASA宣布，旅行者1號已經真正的進入了星際空間。

但太陽引力範圍有1光年，最外圍是一個假想的奧爾特雲，那裡有數千億顆大大小小的彗星冰快包圍著太陽系，旅行者1號要飛出這個範圍，按目前每秒17公里的速度，還需要17000多年。

現在的旅行者一號已經完全是依靠慣性飛行，人類也不再對其進行航線控制。到了2025年，這個在太空工作了40多年的人類使者所攜帶的核電池電力將消耗殆盡，就會完全與人類脫離聯繫，憑著人類設定的既定航向憑慣性向銀河系中心飛去。

在73600年後，旅行者1號將掠過半人馬座的比鄰星，然後，繼續往前飛。它身上攜帶著人類對外星文明的問候和各種地球信息，希望在茫茫太空中遇到人類的知音。

現在，已經有4艘探測器正在從不同的方向向太陽系外飛去，它們是旅行者1號、2號，先驅者10號、11號。（見上圖）

這些探測器都已經高質量的完成了太陽系行星探測任務，發回了海量的信息和照片，使人類第一次大開眼界，看到了聞所未聞的驚奇世界，為人類了解太空天體立下了汗馬功勞。

現在，它們成為人類中派出最遠的使者，繼續忠誠的執行著信使的任務。

這些探測器都是上世紀七十年代美國NASA發射的，讓我們記住它們。

時空通訊觀點，歡迎點評討論。

為什麼旅行者1號不直接垂直於黃道面飛出太陽系主要有兩大原因，一個原因是出於科學探測方面的考量，還有一個原因是出於能耗方面的考量。第一個原因，如果讓旅行者1號直接飛出太陽系外，那就太浪費了，沒有任何現實意義。要知道距離太陽系最近的恆星系統也在四光年之外，旅行者1號飛到其他恆星系統至少需要幾萬年的時間，難道人類要等數萬年後旅行者1號把探測數據發回地球？美國宇航局（NASA）肯定不會這麼閑得慌。此外，旅行者1號攜帶的放射性同位素熱電發生器也不可能持續提供足夠的電能幾萬年，頂多幾十年就失效了。並且從這麼遠的地方發送信號需要極高的功率，旅行者1號根本沒有這樣的能量。

旅行者1號是有科學探測目標的，由於太陽系的各大行星幾乎都運行在同一個平面上，所以在這個平面上下飛行，探測器可以沿途造訪此前從未探測過的行星。在飛行途中，旅行者1號先後造訪了木星和土星，然後朝著蛇夫座方向飛往宇宙深處。

第二個原因，太陽的引力作用範圍是球形區域，黃道面的上下方同樣會受到太陽的引力作用，所以從這點來看，無論朝著哪個方向飛出太陽系都是等價的。但如果考慮地球的公轉，情況就會有很大的差別。由於地球以大約30千米/秒的速度繞著太陽公轉，如果旅行者1號沿著黃道面飛行，就能利用地球的公轉速度，使得所需的逃逸速度為16.7千米/秒（第三宇宙速度），從而大大節省燃料。如果從垂直於黃道面方向飛出太陽系，則所需的逃逸速度將會達到42千米/秒，這已經超出了目前火箭的能力。

飛出太陽系並不是旅行者一號全部目的，原先它是去考察木星、土星等幾顆行星，但由於後來受到土衛六引力的影響，偏離了黃道，於是決定讓旅行者一號飛出太陽系，飛向星際空間。

其次旅行者一號如果垂直於黃道面飛行，也不能飛離太陽系，原因很簡單，因為那樣得不到地球公轉的速度疊加，平常所說第三宇宙速度16.7公里每秒，是指從地球出發，沿著公轉切線方向的發射速度，如果從太陽角度觀察的話，火箭從一開始就已經疊加了30公里每秒的地球公轉速度。

而如果你一直要保持垂直於黃道面飛行的話，就相當於拋棄了現成的初速度（還要以一個角度去抵消初速度），發射速度至少是每秒50公里以上，而目前人類的火箭根本沒法飛這麼快，所以說旅行者一號只會垂直往上飛一段距離，然後再被太陽引力拽下來。

（引力彈弓）

所以從實用價值來看，旅行者一號既能考察行星狀態，與此同時又能藉助引力彈弓效應飛的更遠更快，然後它終於在幾年前穿越了日球層（就是太陽風能到達的最遠處），進入了星際空間。

因為那樣子的費用太高了，所需要攜帶的燃料也太多，當年的NASA 的實習生弗蘭卓在研究前往小行星帶的軌跡時，無意間發現了70年代末的木星、土星、天王星、海王星將會排列成一條軌跡線，屆時如果在1977年發射一個飛行器，就可以利用引力彈弓來給飛行器加速，從而達到以最少的燃料最快的速度(10～12年)，探索以上幾個行星，而下一次的機會要等到176年後，N A S A不願錯過這一個好機會，但是由於N A S A的預算不足，當年所選擇的還是比較便宜的直飛木星和土星的方案，一開始美國國會批准的方案並不是要為了飛出太陽系，純粹只是為了探索上述幾顆行星。

界限，飛出地球需要條件，飛出太陽系，同樣需要條件，環境不一樣

有些時候它要靠其它星球的推力才能更快些，更省資源

了一是能耗，地球系統本身，連帶人造衛星是在黃道面公轉，有切向初速度可利用。二是它是訪鄰，借力。不是單純棄日。只有高級文明的座駕才可以任性而為。像最近發現的大雪茄就有這種霸氣。

這個飛行器靠的是太陽光，如果沒了太陽光它還能飛嗎？