其實，我們要搞清楚一個關鍵問題，那就是離開太陽系，到底是要擺脫什麼？難道只是飛出一個邊界就可以麼？其實要離開太陽系的關鍵是速度，而不是飛的方向。

為什麼這麼說呢？

萬有引力

飛離太陽系和一般的走出一個區域的最大區別是：萬有引力。我們平時開車從從一個地區到另外一個地區，說白了是摩擦力和空氣阻力對抗。而太空當中，是不存在這兩種力的，但是存在引力。而飛離太陽系的本質是擺脫太陽的萬有引力。我們高中就學過，牛頓的萬有引力定律：

這個定律告訴我們，物質之間的引力與它們的距離平方成反比，與它們的質量成正比。實際上，萬有引力和方向是沒有什麼太大關系的，它就像是在三維空間中的展開。所以，你朝著上面飛，也要受到引力的束縛，沿著某個平面飛也要受到引力的作用。

后來，愛因斯坦的廣義相對論描述了萬有引力的本質，它認為萬有引力的本質是時空的彎曲。

但是這并不影響最終的結果，這是因為從地球出發，所受到的重力場是一種弱場，廣義相對論在弱場下是和牛頓力學等效的。所以，要飛離太陽實際上是要擺脫太陽的引力。而這需要能量，我們也可以等效看成飛船的動能，所以這也就對應著相應的最低速度。那要飛離太陽系需要多大的速度呢？

宇宙速度

但我們也都知道，其實太陽系各個行星距離太陽的距離都不同的，而且差異非常大。這也就直接導致了從太陽系不同的位置出發，所需要的速度是不同的，尤其是越接近于太陽，要擺脫太陽的引力就越難。

我們高中也學過，擺脫太陽，飛出太陽系的最低速度被稱為一個星球的第三宇宙速度。地球的第三宇宙速度，也就是從地球出發要擺脫太陽的引力的最低速度是16.7m/s，也被我們稱為逃逸速度

如果我們距離太陽最近的水星出發，根據計算，水星的第三宇宙速度是67.7km/s，也就是說，從水星出發要遠比從地球出發，需要擺脫太陽引力的速度要大得多得多。

而如果從距離太陽最遠的行星海王星出發，要擺脫太陽引力的最低速度是7.7km/s，只有從地球出發擺脫太陽引力所需的最低速度的一半不到，所以，難度要降低不少。

可能你要問了，如果是這樣，那干嘛不直接朝著垂著于黃道面飛，非要掠過這麼些個行星？

旅行者的軌跡的設定

其實，這里是有關鍵因素的，也就是：引力彈弓效應

很多探測器要飛離太陽系，并不是一口氣達到第三宇宙速度，也不是恰好等于第三宇宙速度，而是要高出第三宇宙速度不少。但是，我們直接讓探測器達到這個速度就非常難。

所以，科學家一般都利用引力彈弓效應來給探測器加速。

那什麼是引力彈弓呢？

我們可以粗暴地這麼理解，就是利用天體自身的引力場，來給探測器加速，也就是讓天體的引力給探測器做功，拉探測器一把。（當然，一定要調整好軌跡，這樣才能起到正面效果，其實引力彈弓也是可以給探測器減速的。下圖中，圖一就是加速的情況，而圖二就是減速的情況。 ）

而地球軌道之外，有很多大天體，尤其是金星和土星，都是加速的利器。實際上，旅行者一號也就是通過了幾次大行星的加速，在經過木星時有一次重要的加速，這次加速讓旅行者號的速度提高到了25km/s，在加速之前，它的速度僅僅只有13km/s。也就是說，如果沒有這次加速，旅行者號是不太可能飛離太陽系的。

由于需要通過木星的「引力彈弓效應」來加速，因此，如果垂直于黃道面向上飛出去，就只能完全依靠自身的速度來實現了，這非但沒有變簡單，反倒是加大了飛離太陽系的難度。

因此，由于需要掠過木星，用引力彈弓來加速，所以，科學家才會為旅行者號設計這樣的路徑。