我有一个朋友，这个朋友对天文和科学了解的都不多，有一天他问了我这样一个问题：月亮是在我们的头顶上，是么？因为当我们抬起头就可以看到它。我猜我的这种想法也被我们发射卫星的那些事实所验证着，因为但我们发射卫星的时候，看起来总是垂直向上发射的，以确保它们能够达到月亮的高度，或者是那些在我们头顶上别的天上东西的高度。

答：他的这种对宇宙的认识令我久久不能忘怀（比如说他认为月亮和那些天上物体都固定在我们的头顶上），这种认识从表面上来看似乎有理有据。但我告诉他他的这些想法都不是事实。我们太阳系中的所有天体都是在同一个平面上的。简答地说，我们的太阳系是差不多是平的（更具体地说，那叫黄道）。

他的这种想法也引起了我的思考：当我们发射卫星的时候，为什么我们不可以以垂直于黄道平面的角度，直接让卫星射出太阳系呢？这不是更能让这些卫星达到地球以上的一个高度，就是那种能拍出更好的照片的“更高的”有利位置呢？

首先，我们需要明确地球也是在黄道面（或者说是太阳系平面）上运动的，而且速度达到了30千米每秒左右！这意味着任何离开这个星球的物体的速度都是由它自己的速度和地球公转速度组成的合速度。打个比方，就像当你从疾驰的列车上向外扔出一个球，这个球的速度就是由列车的速度和你扔它的速度组成的合速度。

所以为了把一颗卫星垂直向上地发射出太阳系的平面，你就需要先消耗大量的燃料来抵消掉卫星在地球轨道方向上的动能。只有在完成这一步之后，你再用垂直方向加速的方式，卫星才可以以垂直向上的方式飞出黄道。

图解：火箭发射——要想让卫星直接射出太阳系，就需要使用大量的燃料来加速（图示并没有表示出所需要的规模）

把卫星垂直的打出太阳系到底需要消耗多大量的燃料对于我们来说还是未知的。但是因此卫星肯定需要增加荷载的，这就增加了卫星的质量。因此，站在逻辑的角度上，这对于航天局来说将是一个难以完成的任务。更不要说，这种发射任务会耗资巨大。

你想在已经知道了太阳系中的大多数天体都是运行在黄道平面的了。而且大多数吸引我们的天体，或者说至少是我们想要探索的天体，都是运行在太阳系的黄道平面的。所以说，沿着太阳系的黄道平面发射卫星自然就更有意义。

如果我们想要设计一个可以直接飞出太阳系黄道平面的卫星，那我们很有可能找不到任何有意义的发现。然而，如果卫星一直保持那个方向向上飞行，最终可能会飞进奥尔特星云。

事实上，我们并不知道奥尔特星云的范围从哪里开始又从哪里结束。考虑到这一点：以旅行者一号现在的速度，它可能在未来三百年都会不会到达奥尔特星云的。

旅行者一号

这是一张美国国家航空航天局的旅行者一号的艺术照，它是离地球最远的人造物。

然而，我们并不是从来没有发射过垂直向上飞离太阳系的卫星。

图解：尤利西斯——一张艺术图像（图片来源：NASA / Wikimedia Commons）

回到1990年，NASA和欧空局联合发射了一个叫做尤利西斯的自动太空探测器，这个探测器的基本使命是进入太阳轨道并在不同的高度观测太阳。

为了做到这一点，尤利西斯需要能自己控制自己的轨道倾角，来离开太阳系的黄道面。而这样做就需要先沿着平常的那种在黄道平面的轨道去一趟木星，随后借用木星的引力做出一个垂直于太阳系黄道平面的弹射。

不只是尤利西斯号，旅行者一号和二号各自的的轨道倾角差不多35和80度左右，这就意味着这些飞行器都沿着倾泻于于太阳系黄道平面轨道运行。

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. scienceabc- Ashish

圣本笃学院和圣约翰大学

北德克萨斯大学

欧洲航天局

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