我們看到的太陽系模型圖就像一個扁平的橢圓盤子，行星都在一個扁平的行星盤上圍繞著太陽旋轉。

行星盤形成的原因是:因為所有圍繞著恆星運動的行星受到了恆星質量最大的橫截面的萬有引力的拖曳，久而久之就被拖曳到了與該截面同一平面上。實際上行星盤也有好幾百萬千米。

行星盤雖然只是一個盤子，但太陽的引力卻不是隻對這這個行星盤的，而是一個球體。飛行器要飛出太陽系，無論向著哪一個方向飛都會受到太陽引力的吸引。

由於飛行器的總重量是受到運載火箭限制的，不可能無限增加重量。為了儘可能的搭載科學儀器，只能儘可能的少攜帶燃料，所以必須藉助一切可用的自然條件來提高速度。

沿著黃道面向太陽系外側飛就可以利用地球本身的公轉速度。同時，在行星盤上有很多大質量的行星，這樣就可以反覆利用木星等行星的引力彈弓效應來加速飛行器，使飛行器達到第三宇宙速度，從而飛出太陽系。

圖:引力彈弓

當然，也有飛行器不是一直沿著行星盤表面飛出太陽系的。這就是旅行者1號。在旅行者1號到達土衛六_泰坦時，科學家驚奇的發現泰坦有一個濃密的大氣層。於是科學家讓旅行者1號改變了航線，再次靠近泰坦星。由於受到泰坦星的引力彈弓效應，使得旅行者1號偏離了黃道面，向著銀河系中心方向而去。

地球在一個偏心率很小的橢圓軌道上環繞太陽公轉，這個軌道平面被稱為黃道面。其他行星基本上也在黃道面附近環繞太陽公轉。既然如此，為什麼旅行者1號和2號沒有向黃道面的上方或者下方飛出太陽系，這樣豈不是很快飛出太陽系嗎？

雖然太陽系看起來是扁平的，呈現為圓盤狀，各大行星基本上共處一個平面，但太陽系其實根本就不是平的。那麼，為什麼各大行星基本上會共面，但太陽系又不是平的呢？

太陽系在還沒有形成時，還只是一團星雲，雜亂無章地瀰漫在宇宙中。由於外部擾動，星雲中心的物質大量聚集在一起。星雲內部的物質互相碰撞，它們在某個方向上會有一個淨角動量。隨著物質不斷被中心的引力吸引進去，星雲會在擁有淨角動量的方向上越轉越快。

在旋轉平面上，物質的旋轉速度足夠快，它們可以避免掉入中心。但旋轉平面上下方的物質的旋轉速度較慢，它們會被引力吸入中心。最終，團狀的星雲會變得扁平，星雲中心形成了太陽，旋轉平面上的物質形成了各大行星。

雖然行星軌道讓太陽系看起來是扁平的，但太陽的引力在各個方向上都是一樣的。無論在黃道面的哪個方向，只要距離相同，都會受到相同的太陽引力作用。

太陽系中除了行星和小行星帶之外，還有一個包裹整個太陽系的巨大球體結構——奧爾特雲。據估計，奧爾特雲起始於距離太陽0.03光年（1900天文單位）之處，一直延伸到至少距離太陽1光年（6.3萬天文單位）的地方。在奧爾特雲中，分佈著大量的小天體，它們被認為是來自於早期太陽系的殘餘物。

如上所述，太陽的引力是均勻的，從黃道面上下方飛出太陽系沒有任何優勢。不僅如此，人類目前其實沒有能力把探測器往黃道面上下方送出太陽系，化學火箭的速度有限。

旅行者1號和2號能夠獲得逃逸太陽系的速度，得益於兩大因素。首先，地球以30公里/秒的速度環繞太陽旋轉，旅行者1號沿著黃道面方向飛行，由此能夠獲得巨大的速度，而從垂直於黃道面的方向就沒有。其次，旅行者號在黃道面附近飛行，還能借助木星、土星、天王星和海王星幾大行星的引力進行加速，使它們最終能夠獲得足夠的速度飛出太陽系。

另外，旅行者1號和2號在設計之初是為了一次性探測太陽系中的四大巨行星，因為它們剛好趕上了176年一遇的行星排列。如果朝著黃道面上下方飛行，無法探測這幾大行星。

時至今日，人類對天王星和海王星的瞭解，大都是源於旅行者2號在上個世紀80年代先後造訪了這兩顆行星，這是目前為止對天王星和海王星的唯一一次近距離探測。

不過，經過幾大行星的引力加速之後，旅行者1號和2號的飛行方向都已經大幅偏離了黃道面。

整個的太陽系並不是扁平的，而是一個球狀的。

目前我們認識到的太陽系邊界是奧爾特雲，這是一個呈球狀分佈在太陽系邊緣的由無數碎石和冰塊組成的球體，之所以稱作雲，就是因為其組成是無數微小天體，同時滿布在很大的一片空間中。

我們雖然稱之為雲，示意圖往往也也密集，但實際上這裡是非常空曠的。可以想象將一把灰塵，均勻的散佈到數十公里的範圍內，那麼灰塵之間的距離將是多麼遙遠，大概每立方米還不到一粒灰塵。

然而，這片雲也是在太陽的引力作用下，圍繞著太陽緩慢運轉著，其直徑達到2光年，這就是太陽系的邊緣。

我們通常認為太陽系是片平的，實際上是以8大行星為主以及衛星，小行星，彗星等天體運轉的軌道為基本視角的。因為角動量的問題，所以這些天體均分佈在太陽赤道的延伸面附近，因此才會讓人覺得太陽系的扁平狀的假象。

實際上，太陽的引力是各向均勻的，無論向那個方向飛，離開太陽系的距離都是一樣的，也就是半徑1光年那麼遠。這個距離對於今天的人類來說還是一個無法達到的距離，也許未來會真正離開太陽系吧。

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？

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呈反比，與它們的質量呈正比。實際上，萬有引力和方向是沒有什麼太大關係的，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。

後來，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。

但是這並不影響最終的結果，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？

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，尤其是越接近於太陽，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的多得多。

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，那幹嘛不直接朝著垂著於黃道面飛，非要掠過這麼些個行星？

其實，這裡是有關鍵因素的，也就是：引力彈弓效應。

很多探測器要飛離太陽系，並不是一口氣達到第三宇宙速度，也不是恰好等於第三宇宙速度，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。

由於需要透過木星的“引力彈弓效應”來加速，因此，如果垂直於黃道面向上飛出去，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，由於需要掠過木星，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。