你是如何心安理得地任我流浪人潮而无动于衷。
要摆脱一个引力场的束缚就必须要达到一定的初始速度
以地球为例如果人造卫星想要升空进入地球轨道围绕地球做圆周运动那么就必须要达到第一宇宙速度也就是7.9km/s如果想要彻底摆脱地球引力束缚去探索地外星球那么就必须达到11.2km/s的初始速度
而要想一鼓作气冲出太阳系去往更为遥远的宇宙空间那么就必须要达到16.7km/s的初始发射速度才行这个速度又被称之为第三宇宙速度要在发射时就实现16.7km/s的初始速度实非易事所以要想让航天器冲出太阳系就需要让它们在飞行的过程中获得加速而在太阳系之中有很多天然的加速器而在这些加速器之中木星无疑是其中的佼佼者
木星是太阳系中最大的行星质量达到了地球质量的318倍
除去太阳以外将太阳系中其余的所有天体加在一起总质量还不足木星质量的一半木星是一颗大质量行星拥有很大的引力所以是一颗非常优质的加速器迄今为止人类为了探索更为遥远的宇宙空间已经向太阳系外发射过很多航天器其中最著名的有旅行者1号旅行者2号先驱者号等等而这些太空探测器无一例外都利用了木星的引力弹弓效应进行加速
以旅行者2号为例它在经过木星的时候速度只有约10km/s以这样的速度要离开太阳系是有难度的而且作为一名旅行者它要旅行的时间也太过漫长了所以它利用了木星的引力弹弓效应进行加速
51, 51, 51; text-indent: 2em;">旅行者2号在加速完成离开木星的时候其速度已经达到了约35km/s
正是因为有了这样的速度旅行者2号才能航行到如今距地球200多亿公里的地方利用引力弹弓效应进行加速的目的主要有两个一个就是提高速度另一个则是为了节约燃料目前所发射的无人探测器是无法在航行的过程中获得燃料补给的所以一旦燃料耗尽那么只能在宇宙中漫无目的的飘荡所以多节约一分燃料它们便能走得更远一些
那么引力弹弓效应是如何给航天器进行加速的呢这个原理其实并不复杂我们可以用比喻的方式来进行讲解首先我们可以把具有引力的天体想象为一个人这个人用一根绳子拖拽着一个球这个球就是航天器
51, 51, 51; text-indent: 2em;">当一个人以自身为中心牵着绳子旋转起来绳子上所拴着的球的转速就会越来越快然后这个人一松手球就以相同的速度飞出去了这就是引力弹弓效应
当然这只是为了便于理解而进行的形象比喻在宇宙之中只要拥有质量的天体都可以产生引力弹弓效应也就是都可以用来加速不仅木星可以太阳火星甚至是地球都可以作为加速器而在现实之中利用地球本身的引力弹弓效应来进行加速的例子也是很多的
比如在将嫦娥四号月球探测器送入月球轨道的过程中就利用了地球的引力弹弓效应进行加速因为搭载嫦娥四号的长征三号乙型运载火箭的初始速度并不足以将嫦娥四号直接推送到月球轨道上所以就必须要在发射升空之后利用地球的引力弹弓效应完成加速
木星虽然是太阳系中最为优质的加速器但也并不是可以给任何东西加速
在现实之中我们会利用木星的引力弹弓效应为航天器加速但如果把航天器换成地球本身那就是另外一回事了如果人类想要携带地球一起离开太阳系那么在利用木星引力弹弓效应的时候就会面临极大的风险
因为木星本身质量很大如果地球距离木星过近那么木星的引力牵扯就会导致地球变形如果不能成功摆脱木星的引力拉扯还有可能被彻底撕碎而如果距离木星过远引力弹弓效应又不能充分发挥作用所以就必须要进行精密的计算在科幻作品《流浪地球》之中人类在利用木星加速的时候就由于木星引力的不稳定而险些坠入了木星