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几百天or一百年，行星探测的“窗口期”怎么差这么多？( 二 )


因而在实际情况下，对木星和土星的探测任务很大很重，依然需要借助地球、木星甚至金星的引力助推，才能最大限度降低对火箭的要求，实现既定目标。
以人类史上唯一的土星环绕探测器卡西尼号为例，它在发射后第一站并非向太阳系外，而是向内飞向金星并连续进行两次金星引力助推，再连续通过地球和木星引力助推最终飞抵土星。整个飞行时间长达7年，才确保卡西尼号在抵达土星后有足够能力继续工作了13年之久，极大扩展了人类对土星的认知。
几百天or一百年，行星探测的“窗口期”怎么差这么多？
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卡西尼号的飞行轨迹利用了金星、地球和木星引力助推（动图设计：Phoenix7777 CC-BY-SA-4.0）
03
太阳系的边界：百年一遇的机会
对于太阳系内更外围的天王星、海王星、冥王星和柯伊伯带天体等，那里的太阳能已经微弱到无法用来给探测器供能，导致探测的难度进一步增加。人类甚至尚没有足够能力发射能够环绕它们的探测器，而仅能从远处飞掠。
即便如此，这些“惊鸿一瞥”的任务已经造价不菲。例如，人类唯一飞掠冥王星的新视野号探测器花费就超过了8亿美元，但它只探测了冥王星和一颗太阳系边缘的小天体“天涯海角”，真正有效的观测时间仅数天。因而，尽管地球与这些外围天体的会合周期极短（略多于1年），但距离和难度成为人类现今运载火箭技术难以跨越的天堑，对它们的探测极度低频。
由于难度和成本过高，如果能一次任务多飞掠几个行星最好。人类进入航天时代以来，仅有1977年发射的旅行者二号飞掠了木星、土星、天王星和海王星这四大太阳系外围行星，它在飞行过程中通过木星、土星、天王星等连续引力助推才能实现目标。这意味着它必须找到这些遥远天体的最佳几何关系，完成每一步精准借力。而这种完美的几何关系，仅约165年才发生一次，成为很多人一生都无法等到的时机。
几百天or一百年，行星探测的“窗口期”怎么差这么多？
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旅行者二号的设计轨迹抓住了百年一遇的完美窗口（动图设计：Phoenix7777 CC-BY-SA-4.0）
人类面对强大的太阳引力桎梏
依然显得渺小脆弱
地球是人类的摇篮
但我们不能永远生存在摇篮里
随着人类航天技术在继续突飞猛进
人类迈出太阳系的脚步
也在变得越来越坚定沉稳
星辰大海，就在那里
几百天or一百年，行星探测的“窗口期”怎么差这么多？
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