人类有可能飞出太阳系吗？ _太阳系

感谢@钟铭聊科学与@星辰大海路上的种花家邀请，这是一个有趣的问题。

人类是否可以飞出太阳系？未来当然可以！不过这将是一个非常遥远的未来，你我都看不到。不仅如此，甚至你我的孙子的孙子的孙子可能都看不到这一壮举。同时，人类要想完成这一壮举还需要满足许多苛刻的条件。

太阳系有多大？

要想知道咱们能不能飞出太阳系，这是第一个需要了解的问题：它到底有多大？

地球距离太阳最近的时候（近日点）大约是1.47亿公里，最远的时候（远日点）约1.52亿公里，平均轨道半径（半长轴）约1.496亿公里，我们将地球与太阳之间的平均距离1.496亿公里规定为1个天文单位（AU）。这对于人类来说是一个非常遥远的距离，但对于太阳系来说它并不算什么，因为太阳系外围奥尔特云外边缘距离约为100000AU，而太阳的引力场范围大约是2光年（125000AU）！摆脱了太阳的引力才算是真正飞出了太阳系。

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（太阳系的范围）

人类的“足迹”到了哪里？

1977年9月5日，NASA发射了一颗深空探测器“旅行者1号”，经过长达42年的飞行，它现在已经到达了距离地球220亿公里的地方，如果换算成天文单位，大约是147.347AU 。

旅行者1号以16.9公里/秒的高速航行，它是人类到目前为止速度最快的航空器，并且早在2012年就穿越了日球层来到了充满星际介质的空间，但它距到达太阳系的奥尔特云理论上的内边缘至少还需要300年时间，而穿越奥尔特云则是4万年以后的事了。

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（地球很小，太阳系很大）

旅行者1号和2号都是无人探测器，它们依靠核电池供电，或许可以飞得远一些。人类航天员目前为止最远只到过距离地球36万公里的月球表面，更多的时间，我们的宇航员仅在距离地面400公里的国际空间站里活动。富豪们一掷万金，希望飞到高度仅100公里的临近空间窥视地平线。

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（国际空间站轨道距地面仅400公里）

人类从事太空旅行的难点究竟在哪里？

上世纪60年代末至70年代初，为了与苏联进行太空争霸，美国倾全国之力开启阿波罗计划，先后6次将12名宇航员送上月球（有些人质疑这一点），之后便偃旗息鼓，给世人留下诸多谜团。其后包括美国和苏联在内的所有国家都没有能力将宇航员送到更远的太空。

载人航天是一项技术极复杂耗资极巨大的系统性科学工程，人们不仅需要研究和攻克一系列技术难题，还需要极其庞大的资金投入。我们为什么要飞出太阳系？到太阳系外做什么？为什么要派人去而不是送探测器去？这些都是必须回答的问题。

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（阿波罗11号乘组在地面模拟训练）

当人类认为确有必要将人送上太空，或是去寻找一个新的家园。接下来要解决的问题是确定目的地、花多长时间、送多少人去，以及如何确保这些人能安全到达。这很重要，因为人不是机器，机器可以设定休眠定时唤醒，人是否可以？人维持生命所需要的空气、水、食物以及药品等等生命保障系统，这一切机器都不需要，未来的飞船需要携带多少物资、需要多大的空间来供宇航员们生存？在数万年甚至数十万年的太空旅行中，人如何生存繁衍？这些基础问题都需要解决。

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（空间站货仓，堆满了食物、水和生活物品）

人类飞出太阳系，进行太空旅行需要具备哪些条件？

确定目标

我们为什么要从事星际旅行？我们飞出太阳系的目的是什么？如果只是进行太空探索，看看太阳系之外到底有什么，就大可不必派人去，像旅行者1号、2号那样，未来发射一些更强大的无人探测器完全可以达到目的。所以宇航员飞出太阳系的目的只能是进行星际移民，到太阳系之外创造一个新家园、播撒人类文明的种子。

距离太阳系4.2光年外的比邻星b并不是个好去处，因为比邻星是个脾气暴躁的红矮星。更适合人类居住的地方或许是距离太阳系12光年的天仓五（Tau Ceti），目前已知它的大小与太阳相当，有5颗行星，并且其中有2颗处于宜居区内，这里或许是我们更好的归宿。

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（天仓5距我们约12光年）

打造飞船

这种飞船也许只在科幻电影里才会出现，因为需要保障若干名宇航员至少数千年的生存与繁衍，所以它至少需要像一座太空城市一样庞大。它也许有500米宽、1000米长，质量超过1000万吨。建造如此巨大的飞船对于今天的人们来说是不可想象的，或许几千年后我们的后代可以做到。

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惊人的速度

为了能够尽量缩短太空旅行的时间，飞船需要极快的速度，甚至达到光速的1%（3000公里/秒），这是一个极其惊人的速度。旅行者1号目前的速度是16.9公里/秒，它是通过木星及其它行星的重力辅助（引力弹弓）效应才达到如此快的速度。为了获得更快的速度，缩短飞行时间，825.5千克的旅行者1号需要尽量靠近木星，通过木星的引力作用将它弹射到深空。

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（旅行者1号通过木星和土星的引力弹弓获得加速）

旅行者1号能做到的事，我们未来的飞船做不到，它太庞大，任何行星引力的潮汐作用都可以将它撕扯成碎片，更不用说飞船里活生生的宇航员了。星际旅行的飞船需要与行星保持一定的距离，这是飞船的洛希极限。

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（旅行者1号引力弹弓）

庞大的能源需求

星际旅行无法依赖太阳能，深空是一个暗淡无光且极度寒冷的地方，所有的飞行器都需要自带电源来为设备进行供电。

旅行者1号、2号各自携带了3组放射性同位素热电发生器（RTG），它们可以在发射初期为航天器提供约470W的电能。因为核电池都具有半衰期，所以电池输出的电能会随着时间的流逝一点点减少。

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为了满足太空飞船巨大的能源需求，未来太空旅行需要强大的核聚变发电系统，这或许不是问题。问题是在高速飞行的全程中，能源是得不到补给的，所有的燃料都必须随船携带。同样得不到补给的还有全船人一切的生活所需。

将1吨的物质加速到光速的1%至少需要消耗12.5太瓦小时的能量，10000万吨的飞船需要1.25亿太瓦小时，这大约相当于目前全球年能源消耗量的1000倍。

防护盾

太空旅行充满风险。这里不仅有强烈的太阳辐射、宇宙射线，还有细小的尘埃。较大的碎片极少见，但它们却更具有破坏性，要知道不仅在柯伊伯带有数以亿计的小行星和撞击碎片，在奥尔特云中的冰粒和小天体更是难以计数。它们中的绝大多数都不可探测，但其中任何一个小碎片撞击飞船都将造成灾难性的后果。

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（和平号空间站的一个舱段遭到撞击）

为了保证人员和飞船本身的安全，同时又不牺牲飞行速度，未来的星际飞船需要安装先进的防护系统，它不仅可以阻止宇宙射线损害人员健康、破坏电子设备，还要能抵挡强烈的意外撞击。

生命的繁衍与健康保障

人的生存不仅需要水、空气、食物和空间，还需要一套极其复杂的生命保障系统。在飞出太阳系的漫长旅行过程中，人类生存和繁衍的条件比地球上要更为苛刻，失去重力不仅将带来一系列健康问题，使我们的机体退化，狭小的空间还会造成严重的心理障碍，这一切都需要加以解决，而解决这一切同时意味着极高昂的成本。

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（国际空间站希望通过男女搭配来缓解宇航员的身心压力）

总结：

我们的太阳系在浩瀚银河中不过是微不足道的一个小光点，但对于人类来说它却是极其巨大。

旅行者1号深空探测器花了42年时间才刚刚飞出日光层，理论上它还需要4万年才能飞出太阳系，未来人类要想进行深空旅行无疑是一项遥远而艰巨的任务。

在太空中旅行将需要获得水、食物、空间、人、建筑材料、能源、运输、通讯、生命支持、模拟重力和辐射防护等等，所有的这一切都需要装进一个庞大的宇宙飞船里，建设这样一个飞船不仅需要极先进的技术，还需要极庞大的资本投资。

总之，它是一艘未来之船，我们所能做的是幻想一下。

幻想很容易，不是吗？

其他网友观点

如何才能飞出太阳？

飞出太阳系并不是做不到，只是带上人还做不到。实际上，科学家就曾经发射过探测器，比如：旅行者1号和旅行者2号，它们的使命就是太阳系。

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那如何才能飞出太阳系呢？

实际上，我们只要速度够快就行。这个问题，我们可以从牛顿的思想实验来思考。假设地球上有个理想的大炮。这时候向外开炮，炮弹其实会打出一个抛物线。

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但我们要知道，地面其实并不是完全平的，实际上应该是曲面，只是曲率小到我们感觉是平的而已。

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所以，其实地面是有向下的趋势的。如果我们让这个大炮继续开炮，这时候让炮弹的速度达到7.9km/s，这个时候，地面向下的量就和炮弹向下的量是相同的，炮弹也就成了一个卫星了，可以绕着地球转。

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如果我把继续让炮弹的速度增加，达到11.2km/s以上，这时候炮弹就可以飞出去，摆脱地球引力的束缚。

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如果还是在地球上开炮，让炮弹的速度达到16.7km/s，那这时候，炮弹甚至可以摆脱太阳引力的束缚，飞出太阳系。

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因此，从地球飞出太阳系，至少要具备16.7km/s的速度，如果加上木星的引力弹弓效应，其实要达到这个速度还是有希望的。比如：旅行者号都是利用木星来给加速来实现飞出太阳系。

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但即使是这样，人类依然做不到飞出太阳系。那具体是什么原因呢？

人类为什么飞不出太阳系？

实际上，飞不出太阳系的原因有很多，存在着各种客观因素，我们就来说最核心的一个问题：距离远离。

星际旅行就如长途旅行，因为天体之间的距离实在太阳太遥远了。我们要知道旅行者号可是在上世纪70年代就发射了，而它们现在才到了太阳系的边界而已，这可是整整40多年过去了。而我们要星际旅行主要途径一些补给站，否则，哪怕是准备一个人40年的饮用水和饮食，这个飞船都带不走。在太阳系来建立补给站还好。但是一旦出了太阳系，就会进入一片真空区域，前不着村，后不着店。到那时候，如果选择不回来，继续飞行，那最近的补给站都得到比邻星。这距离太阳系大概要4光年左右。

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如果以第三宇宙速度也就是16.7km/s，要想到达比邻星至少都要7万年以上。也就是说，出了太阳系，要到下一个补给站至少要7万年的时间。这已经不是食物和饮用水够不够的问题了，这都远远超过一个人的寿命了。如果一个人的寿命按照100岁来说，那一个人要花700辈子才能飞到那边。

如此的距离，使得我们不能不把非常做得比航空母舰还要大得多，不仅要配备充足的食物和饮用水，同时带上足够多的人去，并且要在飞船上构建一个人类社会，这非常类似于年初非常火的那部电影《流浪地球》。

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但是，如果这么多，就又会带来另外一个问题，那就是如何让如此巨大的飞船达到宇宙第三速度？按照目前人类的技术，我们根本做不到这一点。因此，由于星际旅行之间的距离实在太远太远，直接导致载人飞出太阳系的可能性几乎是不可能的。也有人为，正是因为整个原因，我们才找不到外星人，而外星人也找不到我们。

如果飞出太阳应该具备什么条件？

从上文的讲述中，你也应该发现了，其实最难克服的是距离。因此，我们得具备让飞船可以达到相当快的速度，越是接近光速越好，但是根据相对论，速度越快，质量就会远大，要再加速就越困难。因此，需要极为强大的推进装置，可能可控核聚变都还只是一个起步，毕竟这个转化率不到1% 。或许，如果未来可以利用正反物质湮灭来提供能量，那可能可以做到超强大的推力装置。但这还远远不够，还得能设计出足够扛造的飞船，能够承受住在如此高速之下还不散架才行。当然，以上我们还没有考虑到人是否能够承受得住。

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所以，我们会发现，这种项目其实是一个系统工程，不只是一方面搞定了就可以，而是要注意各个方面。对于如今登月都不太容易的科学技术来说，要做到这一点真的是不太现实。

其他网友观点

对于人类有可能飞出太阳系吗之话题，我个人观点认为，人类是不可能飞出太阳系的情况。为什么会这样说呢？因为，原因主要来自于如下三个方面：

其一，宇宙是由数之不尽的恒星及其恒星系所构成的。每个恒星系都是一个独立性的物质周期循环运动的单元实体，犹如宇宙的一个个细胞而独立存在，每个恒星系都能实现本星系物质周期的无限循环运动，实现恒星及其恒星系无限循环的再生，共同来支撑着无边无际无穷无尽宇宙的恒存。

其二，宇宙数之不尽的恒星系，是由宇宙之网所隔离。数之不尽的恒星系屹立在宇宙无限的自然空间，恒星系与恒星系边缘之间，受恒星磁场之同性磁性的影响，会产生同性相斥的磁性现象，会使浩瀚宇宙所有恒星系的边缘之间，形成了呈网状的无尽的缓冲带物理现象，包裹着所有恒星系的外围空间，隔离着每一个恒星系，是宇宙暗物质和暗能量高速度运行的专属网状通道，这条无尽的宇宙通道天体的自然形成，可统称之为：宇宙之网天体现象（即是所谓的“黑洞”现象）。由于每个恒星系中的恒星都有自转运动现象，会牵引着其巨大磁场都进行着同向运动，其星系边缘的磁性运动速度是最快的情况，导致宇宙之网天体之对流和旋涡运动速度超快的自然现象，因而，任何物体一旦进入并会消失得无影无踪，无法穿越。

其三，每个恒星系都是由一颗巨大质量的恒星所掌控。恒星磁场的覆盖范围，就是恒星系的太空间范围，在恒星（太阳）磁场涉足的太空间范围内，是可以通过电磁波发送与接收信号的手段，指挥和控制飞行器到达预定的太空间目标，但一旦超出于恒星（太阳）磁场涉及的范围，飞行器接收的电磁波将会自动屏蔽，完全失去了指挥的控制能力，像是无头苍蝇一样，而使飞行器消失得无影无踪。