​引力弹弓的原理是什么，我们来举个例子

引力弹弓的原理是什么，我们来举个例子

在很多科幻影视剧作品中，我们经常会听到一些专业名词，比如时间膨胀、哈勃红移、引力量子场论等等。这些平常人不经常接触的东西，很少有人知道其中的含义。但尴尬的是，电影中一出现这些名词，是让人觉得很厉害，可不了解其中的意义啊！

今天我们就来聊聊这些“高大上”的物理定律，究竟是什么意思？这篇文章就以“引力弹弓效应”为例，看看它究竟是什么意思！

引力弹弓效应是一种利用其它大型天体引力场，来为航天器加速速度的一种方法。

未来人类必将进入星际旅行时代，但航天器的发展一直限制着我们，其中最主要的问题，就是如何加速。想要成为地球的卫星，航天器需要达到第一宇宙速度（V1＝7．9公里／秒），想要成为太阳的卫星，需要达到第二宇宙速度（V2＝11．2公里／秒）。

而想要摆脱太阳引力，航天器就需要加速到第三宇宙速度V3＝16．7公里／秒，而平常音速也才340m/s。因此，航天器想要达到第三宇宙速度，就需要庞大的燃料支持，需要不停地加速，才能达到这个速度。

但是航天器所携带的燃料是有限的，无可能无限提供能源，在加上航天器需要携带的设备问题。这限制了单纯用化学燃料加速的设想，需要其它的加速方式，综合一起给航天器加速，才能达到第三宇宙速度。

而引力弹弓，就是其中比较省力的方式之一，不需要燃料，只用通过大星球的引力，就能为航天器加速。原理就像你在旋转的同时，接住一个别人抛来的链球铁链，你用力将链球在自己身边旋转了一圈，把链球再抛出去。链球的速度加快了，而你的速度变慢了。

简单来说，就是巨大天体（旋转的人）的引力场（铁链），捕获了航天器（铁球）。天体以损失自身的势能和动能（天体的速度），来帮助航天器加速，满足机械能守恒。在这个过程中，天体的速度是会慢下来的，但由于航天器与天体相比太轻了，几乎可以忽略不计。

因此天体失去的速度（动能），也就可以忽略不计。具体原理如下；

其实就是航天器借助天体的引力场，将天体和航天器变成一个整体，整体较重的部分（天体）会将自己的动能传递给航天器。航天器获得了动能后，又会逃离天体。而损失的动能对于天体来说只是九牛一毛，无足挂齿。

这种不用太大代价，就能为航天器加速的方法，就是引力弹弓。未来我们想要实现星际旅行，引力弹弓效应是不可或缺的方法之一。

不过这种方法也存在一个致命的缺陷，那就是等待时间需要很久。一颗星球只能加速一次，并且增加的速度也有限度。比如旅行者二号的引力加速；

可见，旅行者二号通过土星加速时，出入速度为15km/s，最高速度为35km/s，离开时速度会降低到20km/s，总体来说增加了5km/s的速度。

而木星、土星、天王星等行星在旅行者二号轨道上的机会，下一次需要等到22世纪。所以，赶时间的航天器，不太适合引力弹弓效应加速。