《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(dá)了不了木星軌道）

　　所以在飛行器朝著內(nèi)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(yuǎn)距離接近行星時，在軌道速度之下，利用火箭助推器，最終產(chǎn)生超越軌道速度的動能，產(chǎn)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(dāng)我的小弟（衛(wèi)星），一旦你速度太快超了我，就趕緊滾，有多遠(yuǎn)滾多遠(yuǎn)。。。

　　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(jīng)過金星，經(jīng)過引力助推減速之后到達(dá)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(jīng)地球、木星，最終才到達(dá)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(fā)動機助推器產(chǎn)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(biāo)，也就是把行星當(dāng)作“引力助推器”。

　　利用引力彈弓使我們能探測冥王星以內(nèi)的所有行星。在航天動力學(xué)和宇宙空間動力學(xué)中，所謂的引力助推（也被稱為引力彈弓效應(yīng)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(jié)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(shè)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(jīng)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(yuǎn)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(nèi)的其它行星，這意味著木星將與地球和地球軌道發(fā)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(fā)生偏轉(zhuǎn)，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(wèi)星，就因為被地球引力“捕捉”到了，才成為地球的衛(wèi)星。但電影中的問題比較嚴(yán)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。