【航天技术】跟行星打“太极”，什么是弹弓效应

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精华笔记

真正进入太空后，宇宙飞船要如何飞行？弹弓效应是一个关键手段，就好像跟天体“打太极拳”一样。

一、踢足球的例子

1. 踢球的时候，相对于静止的皮球，一个正在向你滚过来的皮球更容易踢得更高、更远；

2. 上述生活经验的物理原因是：踢球的瞬间，滚过来的皮球相对于脚的速度，比静止的皮球相对于脚的速度更快，所以在碰撞的瞬间，皮球会获得更大的作用力。由于人的质量跟皮球大很多，皮球感觉就像撞到一堵墙一样。拍皮球的时候，当然是皮球跟地面接触时的速度越快，皮球就弹得越高。

二、弹弓效应

1. 弹弓效应跟上述踢球的生活经验类似，行星都围绕恒星公转，各自拥有一个公转速度。假设一艘宇宙飞船的速度是10000m/s，行星的公转速度是30000m/s，如果宇宙飞船选择沿着行星公转的轨道，迎面飞向行星，则飞船相对于行星的速度是40000m/s；

2. 飞船以40000m/s的速度进入行星轨道后，通过绕行星运动半圈的方法来调整方向，再反向飞出行星，飞船飞出时相对于行星的速度仍然是40000m/s。而行星自身还有30000m/s的公转速度，因此飞船飞出时相对于恒星的速度就是70000m/s；

3. 全程飞船并未主动加速，却获得了7倍的速度。这些动能是飞船通过弹弓效应，从行星上“偷”来的。

三、电影中的弹弓效应

1. 由马特·达蒙主演的科幻电影《火星救援》就涉及到了弹弓效应。火星探测小队从火星回地球的途中，得知同伴还被困在火星，于是决定返回火星对其进行营救；

2. 火星探测小队并未采用原地返回的办法，而是加速飞向地球，绕地球转了半圈，通过弹弓效应从地球上获得了更大的速度后，才继续飞向火星。如果采用原地减速再反向加速的办法，将会损耗大量的能量，也无法达到弹弓效应加速后的效果。

思考题：如果我们真要坐宇宙飞船探测火星，进入太空的第一站应该去哪？