旅行者一号是在1977年12月10日进入主小行星带的,在1978年9月8日离开了主小行星带,在将近一年的时间里在小行星带飞行了超过数亿千米,在各位的印象中,小行星带也许就像如下图所示
在如此长的时间里,旅行者居然就没有撞上哪怕是一颗微行星或者微陨石,而且旅行者2号与先驱者10号,还有先驱者11号等,另外也有最伽利略木星探测器,还有卡西尼土星探测器,更有最近的新视野号,都安然穿过了小行星带!看来这些探测器都携带了人工智能导航的设备,可以避开小行星,是这样吗?
几个著名探测器的出太阳系轨道!
一、探测器都是瞎子!
与各位猜测的相反,任何一个探测器都没有主动避开障碍物的能力,甚至它所携带的导航设备也不是为了避障所设置,而是为了保持自身飞行的轨迹!
从旅行者一号搭载的仪器来看,没有任何一台是为避开障碍物而特别装载的!而旅行者出发的轨道则早就被设计好了,避开大型已知的障碍物即可!而且遇到大型行星的话还会主动凑上去,以求让行星的运动来一个引力弹弓!
引力弹弓:利用行星的公转速度与引力,计算合适的角度切入行星轨道,让行星带着行星飞一会!当然这消耗的是行星的公转角动量,但与探测器以及行星的巨大质量相比,这消耗的角动量几乎可以忽略不计!
旅行者1号利用了木星的引力弹弓效应!
二、天体之间的的平均距离无需让探测器考虑避障
小行星带位于火星轨道与木星轨道之间,跨度接近2亿千米,而小行星带已知天体总共有50万颗,假如按外径5亿千米,内径3亿千米计算,那么他们之间的平均距离超过637441.55千米,即:63.7万千米!要知道地月平均距离也只有38.4万千米!
地月之间的距离能塞下八大行星还略有盈余,这地月之间的空旷可想而知!当然接近两倍地月距离的小行星带就更空旷了,一颗最多不超过10M长度(加上天线)的探测器甚至可以悄悄的路过而不被任何一颗小行星“发现”!或者我们的轨道设计只需要考虑这50万颗小行星的轨道轨迹即可,而这绝大部分甚至都无需考虑!
当然如果有像《太空旅客》中的飞船阿瓦隆号那样的防护罩阻挡小行星撞击,那无疑是最好的,但就现在科技来说这并不现实,因此无论是过去的探测器还是未来的飞船,探测器并不会为避障做特殊的设计,毕竟在太空相对速度高达数十千米/秒,甚至上百千米/秒,而大部分小行星只能在光学波段或者红外波段发现,极难预先发现,因此闭着眼睛走路,或者说低着头拿着地图走路,因为所有的目标轨迹我们都了然于胸,可能就是当前宇宙航行的最好写照!