地球如何“逃離”木星?帶你了解引力彈弓效應

靳力

2019年03月12日08:01  來源:人民網-科普中國
 

春節期間上映的電影《流浪地球》以“硬科幻”的特點收獲大量好評。“地球想逃出太陽系,為什麼偏要走到離木星那麼近的地方去?”在看完《流浪地球》后,很多人都有這樣的疑問。電影和原著小說中都籠統地解釋了一下其中的原理——引力彈弓效應。今天,人民網科普中國就帶大家仔細了解一下什麼是引力彈弓效應。

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2019年2月17日,湖北省襄陽市,小朋友和家長在湖北省襄陽市科技館航空航天展廳參觀。(楊東/人民圖片)

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依照影片中描述的流浪地球計劃,人類給地球安裝上萬座巨大的重元素聚變發動機,它們被稱作行星發動機,推動地球逃離年邁的太陽,飛往最近的恆星——比鄰星。要讓地球飛往比鄰星,需要脫離太陽引力,隻靠人造的發動機還不夠,於是電影裡讓地球借助木星的引力彈弓。當地球靠近木星時,會被其強大的引力吸引,從而加快行進速度,由於木星本身也在繞太陽公轉,所以木星吸引地球的同時,賦予了地球一部分速度,地球相當於被加速了,最后地球逃離木星的時候,會被木星像拋球一般拋出去,從而達到脫離太陽系所需速度。這就是引力彈弓效應。

引力彈弓效應不是新發現,蘇聯在1959年發射的“月球3號”探測器就利用了引力彈弓效應。在精確計算后利用天體的引力彈弓效應,可以在不消耗航天器本身能量的情況下,改變航天器的速度和前進方向,幫助航天器抵達目標。

在人類的航天征程中,引力彈弓效應的應用已十分廣泛。首個進入星際空間的人類探測器“旅行者1號”在飛離太陽系前,就曾多次借助引力彈弓效應﹔“帕克”太陽探測器也曾7次借助金星的引力彈弓而逐漸逼近太陽,最終成為史上最靠近太陽的航天器。

本文由錢學森空間技術實驗室副主任劉乃金研究員進行科學性把關。

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(責編:王家婧、姚欣雨)