《流浪地球》理綜科目最全高考知識清單(2)

　　（這也是原著中為什么地球要繞太陽15個圈，而且“圈”越來越扁的原因，否則速度不夠，根本到達了不了木星軌道）

　　所以在飛行器朝著內行星飛時（如金星，水星不行，因為這行星沒有大氣層），是要利用該原理減速。

　　而朝著外行星飛時，是要加速。飛行器第一次從遠距離接近行星時，在軌道速度之下，利用火箭助推器，最終產生超越軌道速度的動能，產生的運動效果就像該飛行器被行星反彈開了。

　　這一連串動作，叫做行星引力輔助變軌。通俗的來說，假如軌道行星是一個黑幫老大，跟上我的速度才能入伙，來了之后就老老實實當我的小弟（衛星），一旦你速度太快超了我，就趕緊滾，有多遠滾多遠。。。

　　人類歷史上很多飛行器都是這樣完成的，比如水手10號，它于1974年2月5日經過金星，經過引力助推減速之后到達水星，否則因為太陽引力，速度太快就直接“跑過了”。還有卡西尼號探測器，兩次飛掠過金星，之后又途經地球、木星，最終才到達了土星。

　　《流浪地球》把飛行器換成了地球，原理不變，只是要想讓地球發動機助推器產生的動能完全超越太陽引力，就必須借用木星這個大塊頭，把地球反彈出去。

　　引力彈弓就是利用行星的重力場來給太空探測船加速，將它甩向下一個目標，也就是把行星當作“引力助推器”。

　　利用引力彈弓使我們能探測冥王星以內的所有行星。在航天動力學和宇宙空間動力學中，所謂的引力助推（也被稱為引力彈弓效應或繞行星變軌）是利用行星或其他天體的相對運動和引力改變飛行器的軌道和速度，以此來節省燃料、時間和計劃成本。

　　引力助推既可用于加速飛行器，也能用于降低飛行器速度。

　　影片中，地球為了逃離太陽系，設定了一個飛往木星的冒險軌道，差點毀掉地球。這種冒險的原因是為了利用木星給地球加速。這種加速的方式俗稱引力彈弓（gravitational slingshot）或者叫引力助推（gravity assist）。這樣地球就獲得了木星的軌道速度，再加上原有的速度，速度增加到了二者之和，地球的速度和能量都增加了，卻沒有消耗任何燃料。

　　其實不僅在“流浪地球”計劃中使用這個原理使得地球加速，在2007年7月6日，旅行者1號距離太陽154.4億公里（103.2天文單位），它在經過木星和土星時通過引力助推獲得了足以完全擺脫太陽引力的動能。目前是距離地球最遠的人造物體，位于太陽系和星際空間之間的邊緣帶。

　　例題：

　　木星引力

　　木星的引力比地球強2.5倍，因為體積太大，能夠牽引太陽系包括地球在內的其它行星，這意味著木星將與地球和地球軌道發生交互作用，比如地球四季就是因為木星引力的作用。感謝木星巨大的引力，使得很多小行星和彗星的軌道在木星引力的作用下發生偏轉，保護地球免受撞擊。

　　電影中的原理，就是要利用木星的引力把地球吸過去，只要飛得足夠快，并且算好角度，就會得到巨大的加速力：“我們的星球也在木星表面拉起了如山的液氫和液氦的巨浪。這時，木星巨大的引力正在把地球加速甩向外太空。”

　　可惜問題就出在了“沒有算好”，原因還在于速度不夠，沒跑成功。就像月球一樣，人家原本沒打算成為地球的衛星，就因為被地球引力“捕捉”到了，才成為地球的衛星。但電影中的問題比較嚴重，因為木星引力太大，地球距離木星太近，差點超越洛希極限。