如果對航空航天方面有所關注的朋友，難免會產生一種奇思妙想，那就是為何近年來航天技術發展的速度如此緩慢，甚至就可以說是幾乎停滯，上個世紀就能做到的事情，現在仍舊在做同樣的事。
實際上在航天技術的進步中，雖然有許多方向的技術都有改進，但是比較明顯的也只有美國SpaceX公司制作出來的可回收火箭，但這些科技都不能算是跨越性的進步，目前人類的技術探索已經越來越接近理論的上限。
可回收火箭
航空技術仍舊十分依賴化學燃料，每次火箭升空都必須攜帶上超大重量的燃料。
除了燃料的桎梏，航天技術還受限于材料的堅固性，人類能夠造出十分堅固的復合材料，但任何材料都難以抵擋漫長時光的影響，在浩瀚且惡劣的宇宙環境中旅行動輒就需要幾百上千年，以現在的材料技術，飛船很可能無法在宇宙中堅持太長時間。
因此即便我們有耐心花費上千年時間在宇宙漫游，但在漫長的時光里，飛船總有可能會磨損，在孤立無援的太空中，任何一點點磨損都可能是永久性的破壞，在這種情況下根本不可能將人送去遠離地球的太空之中。
雖然人無法離開地球太遠，但有多少人知道，其實人類的造物已經可以飛出太陽系了，旅行者一號已經在2012年8月25日穿越太陽圈的包圍，進入到星際介質之中。它是如何離開太陽系的，又是如何宇宙中航行的，讓我們一起來了解一下吧。
旅行者一號探測器
旅行者一號其實1977年就已經從地球上發射了，飛行了35年才突破太陽系的邊界，其實太陽系的直徑并沒有我們想象中的大，而且它有三個不同的標準的邊界。
一個是以最遠的行星——海王星作為邊界，那就只有60個天文單位的距離，也就是大概8.3光時的距離，以日球層作為邊界，則有100個天文單位的距離，也就是大約13.8光時的距離，如果以奧爾特云作為邊界，則能有10萬個天文單位的距離，也就是大約1.58光年的距離。
奧爾特星云
其中，大家都知道海王星是第八行星了，而日球層其實就是太陽風能吹到的最遠的距離，再遠就無法得到太陽風的保護了，奧爾特云則是太陽重力能夠影響到的最遠天體，主要由水冰、氨和甲烷等固體揮發物組成。
而今天文章的主角——旅行者1號，穿越的其實是日球層的邊界，突破了日球層，它將無法獲得太陽風的保護。直接迎接宇宙間充斥著的高速運動的亞原子粒子沖擊，因此它將會在短時間內完全被破壞。
太陽風是一種連續存在的高度帶電粒子流
在太空航行，就必須克服一個十分關鍵的問題——逃逸速度。我們知道地球的逃逸速度是11.2公里每秒，為了達到這個速度，每次飛船起飛都必須消耗大量的燃料，才能飛到太空中。
而當人造衛星被送上太空之后，它的燃料基本會被消耗殆盡，這時人造衛星只能通過張開的太陽板獲得微弱的電力，維持自身的運轉。
逃離太陽系所需的逃逸速度必須達到16.7公里每秒，旅行者一號借助大量的化學燃料，將其送出宇宙之后，就已經再也沒有燃料幫助它加速到16.7公里每秒了，那它又是如何逃離太陽系的呢？
旅行者一號探測器
實際上在宇宙中，依靠燃燒產生推力的化學燃料，根本無法很好地在真空中產生推力，因此旅行者一號必須想別的辦法來加速。
而且由于旅行者一號一開始設計的時候就是為了讓它飛出太陽系，所以像太陽板這種借助太陽能的裝置也沒有為它配備，畢竟遠離太陽的它將會漸漸無法從陽光中獲取能量，旅行者一號實際上配備的是一塊可以運行幾十年的核動力電池。
但是核動力的能源主要是給旅行者一號裝載的探測設備供能的，它并沒有足夠的能量為旅行者一號提供加速度。
旅行者一號上的核電池
聰明的讀者此時應該想到了，其實旅行者一號是利用了沿途的行星重力，借助他們的引力進行加速，圍繞著巨型行星旋轉，獲得加速到后調整方向超太陽系的邊緣飛去，這就是「引力彈弓」 效應。
旅行者一號沿途中本來應該會遇到木星、土星、天王星、海王星這四顆行星的，在行星的加速下，它將達到20公里每秒的速度，甚至更快。
但是由于在旅行途中，科學家們對土星的衛星產生濃烈的興趣，于是調整了旅行者一號的方向，讓其探索土衛六，偏離了目標方向的旅行者一號就只能借助土星的引力，加速到19公里每秒左右，脫離出黃道面，從太陽系的側面穿越日球層，一口氣飛行200多億公里。
生命的保護罩——日球層
讀者朋友一定會注意到一個問題，為何在太空中行走的旅行者一號從來都不擔心小行星和隕石的撞擊呢？
在宇宙中，并不是只有地球木星和太陽這種巨大的星球，更多的還有無數形狀不規則的小行星天體在宇宙中游蕩著。 這些小行星大的可以達到直徑幾十公里，小的可以只有手指頭般大小。
這些小行星在太陽系中并不少見，甚至可以說數量繁多，從我們在地球上隔三岔五就能看個流星或者流星雨就能發現，隕石并不是什麼稀罕物體，天上到處都飄著石頭。
宇宙中飄蕩著眾多小行星
但是在太空中以每秒十九公里的速度前進，只要隨便碰到一個石頭般大小的隕石，就能將其撞個稀巴爛。旅行者一號在太陽系中飛行三十多年，甚至都已經離開太陽系了，為何沒有撞上任何一塊小行星？
其實問題的答案很簡單，那就是宇宙遠比我們想象中的要大，撞上隕石的機率可能遠遠低于人被雷劈中的機率。
首先我們要知道太陽系中除了矮行星、八大行星和太陽外，還有別的龐大天體，這其中就包括著名的小行星帶，在我們經常看到的太陽系模型中，小行星帶位于火星與木星之間，包含了太陽系中98. 5%的小行星，目前科學家們預估這里至少有五十萬顆小行星。
宇宙的浩大廣袤超出我們的想象
旅行者一號要離開太陽系，首先就會遇到這個小行星帶，為何這五十萬顆小行星中，沒有一顆撞上旅行者一號呢？是因為它有特殊的躲避技巧，還是因為它能發出激光銷毀小行星？
其實核動力電池雖然待機時間長，但是它提供的電能并不高，根本不足以讓旅行者一號迅速轉向或發出任何攻擊，它只需要啥都不管，一頭撞進小行星帶就可以了。
小行星帶的面積十分廣闊，與我們在太陽系模型中看到的不同，五十萬顆小行星圍繞著太陽旋轉，根本不會有密密麻麻的小行星景象，實際上旅行者一號穿越小行星帶的時候，很可能一顆小行星都沒有碰到過。
小行星帶
宇宙的距離尺度太大了，以我們最熟悉的地球與月亮為例子，把地球當作是足球大小的話，那麼月球就大概有乒乓球大小，在我們的印象中，月球與地球的距離其實就只有幾個足球的直徑大小，縮放后的地月系統可以輕松放在桌子上。
實際上的地月系統卻是，足球大的地球在足球場中心，乒乓球大的月球在足球跑道上圍繞著地球旋轉，縮放后兩者的距離起碼有上百米，遠超我們平常對月亮的印象。
而太陽系中的小行星也同樣如此，地球在宇宙中運轉了這麼久，被小行星撞擊的次數也就那麼三四次，這還是在地球的引力吸引小行星增加撞擊幾率下才會有的頻率。
小行星撞擊地球
旅行者一號重量可以忽視不算，幾乎不會吸引到任何小行星，而且它的體型那麼小，也才一輛面包車大小，在浩瀚的宇宙中想要撞到任何一個物質都是無比艱難的事情。 隨便選一個時間觀察旅行者一號的四周，都只能看到無盡的黑暗，甚至看不到任何一顆小行星。
除了隕石在宇宙中分散得過于寬廣外，旅行者一號沒有被撞擊的原因還有一個，那就是它在探測完土衛六之后，脫離了黃道面，黃道面簡單來說就是太陽系物質集中所在的平面，所有的行星和小行星都順著黃道面圍繞太陽旋轉，在黃道面外的物質往往都會被太陽的引力吸住然后甩上黃道面。
黃道平面
這就是為何旅行者一號飛行了16光時將近兩百億公里的距離，都沒有撞上任何一個小行星的原因，總結一些，就是天體分布得太過寬廣且旅行者一號躲開了天體主要分布的區域。
人們一直都對宇宙的浩瀚沒有一個準確的概念，總以為只要能夠將飛船送離開地球，就能隨意前往太空中任何一個地點，但宇宙的寬廣實際上遠超我們的想象。
如果按比例縮小太陽系，太陽像一顆足球那麼大的話，此時太陽與最遠行星海王星的距離甚至可以塞進一個地球，這感覺就像是讓細菌去橫渡大海一般，巨大的距離能讓任何人都從心底生出濃濃的絕望。
太陽系中的八大行星
但是目前為止，人類還有進步的空間，利用化學能量和行星引力彈弓是永遠無法讓人類自由探索太空的。僅僅離開太陽就用了將近四十年，距離太陽最近的比鄰星也有三光年以上的距離，依靠旅行者一號這樣的速度飛行到那里起碼需要數千年。
人類現在的希望其實是研發出可控核聚變，這樣才能使用少量的燃料產生巨大的能量，即便是在太空中也能很好地為持續飛船加速。
根據科學家們的計算，擁有核聚變技術之后，人類的飛船加速到20%光速是很有可能的，屆時去往比鄰星只需要十余年，這對人類而言也是可以接受的。
《星球大戰》中的宇宙飛船
可控核聚變除了可以為飛船加速，還可以幫助研究生成新型材料，屆時肯定也能生產出更加堅固耐磨的材料，讓飛船在太空中持久地運行。
太空中的空曠讓我們不需要太過擔心在宇宙航行中會被小行星撞到，但是這空曠的空間卻給人類帶來了更加深邃的絕望。
曾經的人類交通不發達，一輩子都無法離開自己的一畝三分地，而現在擁有區間車的我們，可以在一日之內游歷天南地北，人類的科技在進步，我們一直在探索與學習，現在宇宙的距離雖然讓人絕望，但科學家也不會輕易放棄探索宇宙。
相信在未來，我們能做到在短時間內實現星際航行，然后將人類文明傳播到全新的星球上去。
