太阳系的八大行星围绕着太阳分别做不同的周期性运转，如果从太阳系外观测，那么这八大行星基本处于一个平面之内，它们旋转的轨道组成的平面就像一个圆盘一样。而我们向太空发射的众多探测器，基本上也都是顺着这个圆盘的方向螺旋前进，感觉好像走了很多的冤枉路，那么为何不垂直于公转轨道平面直接飞出去呢，这样岂不走的路程更短？
太阳系是扁平的吗？
我们在网络上看到的很多关于太阳系的图片，各大行星都是沿着一个共同的轨道平面围绕着太阳公转，但这仅是大质量天体运转形成的一个近似平面，并不代表这就是太阳系的全部，而关于这些行星为何以这么一种圆盘形状围绕太阳公转，接下来我会再作分析。
太阳系所包含的空间有多大，这一直以来都是科学家们进行探索研究的重要领域之一。从一开始的地外星体观测法开始，将最终发现的行星作为太阳系的边界，从而一度将冥王星作为太阳系的最外边界，但是后来科学家们发现冥王星不具备作为行星的基本条件，即不能清除自身运行轨道内的其它星体，于是将其排除在太阳的行星行列，之所以这样，原因就在于冥王星轨道附近，相继发现了更多的类似冥王星的星体，而这些行星只能算是矮行星类，科学家们将这些冥王星之外的众多矮行星和小行星划归为柯伊伯带。
由于观测能力的限制，人们很难全面地观测到柯伊伯带以外的星际空间状况，因此科学家们转换了研究思路，逐渐将太阳的引力范围之内的区域划定为完整的太阳系。而如果按照万有引力公式，两个天体之间的引力值，除了与自身重量成正比外，还与它们之间的距离平方成反比，理论上太阳引力范围应该可以达到无限远，只不过在距离很远的区域，引力值会变得很小，而且还极易受到其他天体的影响。所以，在判定太阳引力范围时，科学家们综合考虑目标区域的宇宙环境、与太阳的距离以及其他天体影响因素，将可以对目标星际物质产生明显引力扰动效应作为判断标准。
在这个衡量标准之下，科学家们将太阳系的边界确定为距离太阳1.6光年左右，也就是说直径在3.2光年。在这个范围之内，太阳系被包裹在一个巨大的球体之内，在柯伊伯带以外，科学家们将太阳系的外层空间定义为奥尔特云。这个区域的物质组成更为稀薄，推测它们是和太阳系内其它星际物质同期产生的，只不过受到新形成巨大气态行星的引力影响而被推离出行星和柯伊伯带的平面轨道，呈现不同角度地围绕太阳公转的情况，从而形成密布的球体形态。
太阳系的行星轨道为何扁平
其实不光是太阳系，银河系以及其它河外星系，大家看到它们图片时，都会明显感觉到这些巨大星体系统中组成星体的运转轨道，也几乎都是处在一个巨大的平面之内，似乎这是宇宙星系所共有的普遍规律，这是什么原因呢？
其实之所以产生这样的运转方式，就是星系组成物质的旋转、万有引力和时间共同作用的结果。所有的星系，其诞生之初，都是通过巨量的宇宙尘埃和星际气体汇集，当汇集的物质越来越多时，在万有引力作用下，中心区域就会产生旋转净角动量，而引力会使这些一开始杂乱无章的旋转体系，逐渐拉成一个由星际物质组成的扁平平面。
因其中组成物质的不断碰撞和摩擦，导致一定的能量损耗，旋转的离心力不足以支持万有引力的拉扯，周围旋转的物质开始向内收缩，一部分物质在靠近过程中，旋转速度不断加快，一部分物质被吸入内核，持续不断地增加内核的温度和压力，而到达一定程度之后，就会触发内核的核聚变临界点，逐渐演化为恒星。而那些没有被吸入雏形恒星内部的星际物质，就会保留原来的运动角动量，围绕着中心区域作旋转运动，然后发生不断地碰撞和聚合，形成行星的雏形。
因此，太阳系各大行星基本处在一个扁平的平面内，其主要原因就在于太阳系刚形成时，在太阳内核引力、周围星际物质角动量守恒和漫长历史时间的综合作用下产生的结果，奠定了星系物质运动的基础，后来聚合形成的各大行星，也保留了这种运动的角动量，共同围绕着太阳这个系内质心作近似圆形的轨道运动。
飞行器利用“引力弹弓”效应进行加速
从地球上发射航天器，必须要克服地球的引力束缚，也就是速度必须达到第二宇宙速度，即每秒11.2公里。我们知道，凡是有质量的物体，如果其速度逐渐增加，那么它的运动质量也会随之增加，在此情况下要继续加速，就需要输入更多的能量。现在的火箭发射仍然是应用的液体燃料，无疑会增加发射火箭的载重量，从而对火箭引擎能力提出了巨大挑战。
而我们如果利用先期的能量输入和不断地变轨，将飞行器送入一个天体的轨道，那么在这个天体引力的作用下，就会被天体所吸引，然后被天体携带着在公转轨道上进行一段时间的运动，飞行器就会获得该天体的公转速度，从而为自己进行线性加速，当到达距离该天体的之后，由于这个公转的线速度大于引力作用，飞行器就会脱离天体的公转轨道，从而获得了一次“免费”的加速，这就是所谓的“引力弹弓”效应，利用这个效应，可以极大地减少星际旅行所需要的燃料，但是代价就是花费的时间会很长。
总结一下
太阳系行星的运行轨道虽然基本处于一个平面之内，但是太阳系的有效引力范围仍然是立体的，奥尔特云就是太阳系外层的一个球形结构，因此从理论上讲，垂直于公转轨道发射飞行器所需要克服的引力与平行发射差异不会太明显，我们平行于公转轨道平面发射，主要原因还是想利用沿途经过的大质量天体的引力进行加速，从而节约燃料，为飞行器减负。另外一个方面，如果垂直公转轨道平面发射，沿途没有大质量天体，星际物质极其稀薄，就失去了我们进行太空探索的意义。
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