宇宙中的引力彈弓效應是什麼?

2013年上映的《星際穿越》被稱為最嚴謹的科幻電影，但它卻存在著這些讓人摸不著頭腦的迷之操作，在電影中男主被困

火星

，其他隊員已經在返回地球的路上，當他們決定返回火星營救男主時，卻沒有掉頭原路返回飛往火星，而是加速飛往地球。同樣的迷之操作也出現在中國科幻片流浪地球中，人類駕駛地球不是徑直飛出太陽系，而是去了

木星

，這些迷之操作都是為了利用引力

彈弓

效應。

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太陽系各大

行星

都繞著太陽，有一個公轉速度，這時候讓這顆行星捕獲一顆衛星，然後再合適的時機讓衛星脫離行星，衛星的速度就變成了行星繞著太陽的公轉速度，和衛星繞著行星的公轉速度疊加。兩部電影中都運用了這一原理，給飛船或者行星加速《星際穿越》中，如果先減速再反向加速，這樣雖然節約時間，但是由於原來並沒有中途返回火星的計劃，所以攜帶的燃料很有可能不能支援，減速接近地球在加速飛向火星的過程，燃料一旦在太空後進，那麼飛船裡的人也將陷入危險，所以返回地球加速並且調整方向之後，藉助地球的引力反彈在飛向火星顯然是最有選擇。

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我們再看流浪地球，按照電影中的介紹，一臺重聚變行星發動機的推力是150億噸，1萬臺就是150萬噸，那麼我們來看看木星對地球的引力是多少？已知萬有引力公式為，兩星球質量的乘積再乘以萬有引力常數除以兩星球距離的平方。一旦地球距離木星到達這個距離，那地球就會在木星的引力下被瓦解，這個距離約為10。9萬公里，所以我們不能去比10。9萬公里更小的距離計算，那我們就去50萬公里。

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當然這些引力並不能全部被用來給地球加速，但是哪怕有萬分之一的引力能有幫助，也能甩行性發動機好幾條街。地球的公轉速度相對於太陽來說是1000km每小時，而木星相對於太陽的共轉速度為47000km每小時。如果讓地球迎著木星飛行，被木星引力捕獲，那地球和木星的相對速度，就是兩者相加為48000km每小時。這時候讓地球圍繞木星旋轉半圈，順著木星的執行方向將地球甩出去，那麼地球相對於太陽的相對速度，就是地球相對於木星的速度加上木星相對於太陽的速度，即95000km小時，這相當於獲得了兩倍木星繞著太陽旋轉的速度，直接就可以讓地球超越第三宇宙速度16。7千米每秒，這時候地球就可以脫離太陽系，飛向新的家園。

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這要是讓行星發動機給地球加速，不知道要加速到何年合約，但是這個引力彈弓效應也有一定的侷限性，那就是兩者質量相差必須十分懸殊，這是因為如果兩者質量相差不大，那麼兩者之間的萬有引力，就會對雙方都產生顯著影響。最後你也分不清楚誰是彈弓，如果像是火星救援中飛船和地球之間差距極大，衛星和地球之間的引力會對衛星產生很大的影響，但是這個力對龐大地球影響就十分微小，不足以撼動地球的運動狀態。

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這種情況現實中也有過實現，那就是飛出太陽系的旅行者號，多次運用太陽系內行星給自己加速，最後飛出了太陽系。但是像流浪地球中的地球和木星，雖然兩者相差有318倍，但這兩者之間的萬有引力就可能對木星造成影響，所以電影中的想法可能不是很安全，但這並不影響流浪地球成為一部優秀的國產科幻片，也並不影響大家瞭解引力彈弓效應。

大家覺得引力彈弓效應對我們的宇宙探索作用如何？