飞行器飞离太阳,需要大于第三宇宙速度即16.7公里每秒。这本身如果靠燃料、电池等能量是十分巨大的。它如果携带这样多的燃料其自重将使其动力难以承受。
旅行者号首先依靠火箭发射飞离地球,主要是超越第一甚至第二宇宙速度飞向行星际空间。
之后依靠的是几次的引力加速(路过土星、木星时的弹弓效应).其携带的动力只用于变轨及调整飞行姿态.所谓引力弹弓,就是在飞行器飞越大行星时,利用其引力产生的离心加速度飞离并获得速度的提升。旅行者一号利用的是木星和土星,而旅行者二号利用了木星,土星,天王星和海王星四颗行星的加速度。这样不但节省能量,还可一举两得探测这些经过的行星,获得大量信息照片等重要科学资料。
而之后由于星际间几乎为真空,没有什么阻力,像旅行者1号这些星际探测器从地球发射出去,自身就不需要什么动力了,它们会以恒定的速度和方向前进,以太阳能作为补充.
“旅行者1号”上的电池是两枚核电池(钚电池),能够保证它继续飞行至2025年.一旦电池耗尽,他们会停止工作(与地面失去联系),但将继续向银河系中心前进,再也回不来了.
因此,旅行者1号的飞行轨迹是一条螺旋抛物线(三维上还有变姿),飞越大行星之后基本直线前进,飞向星际空间。见下图
在未来很长一段时间内,旅行者一号可能与其他天体相遇,因为旅行者一号处于柯伊伯带上,在200个天文单位之内,都是柯伊伯的区域。如果按一年4个天文单位算,从130个天文单位到200个,还有70个天文单位,那么还需要飞17年以上的时间才能彻底飞出柯伊伯带。但是这并不意味着旅行者一号就高枕无忧了,迎接它的还有奥尔特云。虽然抵达奥尔特云需要数千年的时间,期间旅行者一号遇到小天体的概率算是比较低的。在可预见的未来,比如数千年之内,旅行者一号撞上天体的概率很低,如果进入了奥尔特云,那么就不好说了。
再来说说旅行者二号,旅行者二号目前还没有飞出日光层,预计在未来数年内会飞出。速度为每秒15.5千米、每年3.3个天文单位的速度飞行,飞出太阳系只是一个时间问题。同样,为了节约电力,旅行者二号已经关闭了许多设备,预计到2020年各设备将开始共享电力,到2025年,将没有任何一个设备可以启动了。
尽管人类目前还没有能力飞出银河系,但相信我们终将走出银河系,走向更加广阔的宇宙。只不过这时间对于人类而言可能要数万年以上的时间,如果按旅行者1号的速度,要花数万年的时间抵达4光年外的半人马座阿尔法星,届时估计人类已经实现了星际航行,说不定能把旅行者1号追回来。