【腦洞】太陽系是扁平的，向上或向下飛，不就可以快速飛出太陽系了嗎？

2022/11/04

太陽系中的八大行星以及大多數小天體，基本上都是在一個被稱為「黃道面」的平面上圍繞著太陽運行，因此我們通常都會認為，太陽系是扁平的，這就很容易令人產生一種想法：既然如此，那在發射探測器的過程中，如果向上或向下飛，不就可以快速飛出太陽系了嗎？

這看上去似乎有點道理，但仔細分析一下，我們就會發現實際情況并非如此。實際上，太陽系是指以太陽為中心，并被太陽引力約束在一起的天體系統，而在其最外層的區域，其實運行著大量的冰質小天體，它們一起組成了一個被稱為「奧特星云」的球狀結構。

也就是說，從整體上來看，太陽系的形狀并不是扁平的，只有飛出「奧特星云」才能算是真正地飛出了太陽系，而由于「奧特星云」是一個球狀結構，因此無論是向哪個方向飛，探測器的飛行距離都是一樣的。

另一方面來講，「飛出太陽系」也可以定義為：探測器飛得足夠遠，以至于太陽的引力無法對其形成有效的約束。眾所周知，在距離相等的情況下，太陽的引力在各個方向上都是一樣的，這也就意味著，就算探測器向上或向下飛，也不可能因此而具備快速飛出太陽系的能力。

可能有人會認為，太陽系的「黃道面」中存在著大量的小天體（如小行星，彗星），它們數量多、速度快，如果探測器是相對于「黃道面」是水平飛行的，就可能會因為避讓這些小天體而「繞路」，而如果探測器向上或向下飛，就可以不考慮這方面的問題，因此就可以快速飛出太陽系。

然而在過去的日子里，人類已經發射了大量的探測器，盡管其中的絕大多數都是相對于「黃道面」水平飛行的，但這些探測器都不會考慮避讓小天體。為什麼呢？答案很簡單，那就是太陽系實在是太空曠了。

在火星與木星之間，存在著一個「小行星帶」，這是太陽系中小天體最密集的區域之一，目前「小行星帶」中已知的小天體數量大約有50萬個，考慮到還沒有被發現的小天體，我們不妨將這個數量翻個倍，也就是100萬個。這看上去似乎很多，但把它們放到「小行星帶」