引力彈弓的原理是什么，可以打個(gè)比喻嗎？

很多人在影視劇中都聽過“引力彈弓”這個(gè)詞，但具體含義知道的不多。今天我們就來探究一下，這個(gè)經(jīng)常出現(xiàn)在影視劇的物理名詞，是什么意思！

引力彈弓效應(yīng)是一種利用其它大型天體引力場(chǎng)，來為航天器加速的一種方法。

想要成為地球的衛(wèi)星，航天器需要達(dá)到第一宇宙速度（V1＝7．9公里／秒），想要成為太陽的衛(wèi)星，需要達(dá)到第二宇宙速度（V2＝11．2公里／秒）。

而想要擺脫太陽引力，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，航天器想要達(dá)到第三宇宙速度，就需要龐大的燃料支持，需要不停地加速，才能達(dá)到這個(gè)速度。但是航天器所攜帶的燃料是有限的，無可能無限提供能源，在加上航天器需要攜帶的設(shè)備問題。這限制了單純用化學(xué)燃料加速的設(shè)想，需要其它的加速方式，綜合一起給航天器加速，才能達(dá)到第三宇宙速度。

而引力彈弓，就是其中比較省力的方式之一，不需要燃料，只用通過大星球的引力，就能為航天器加速。原理就像你在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，接住一個(gè)別人拋來的鏈球鐵鏈，你用力將鏈球在自己身邊旋轉(zhuǎn)了一圈，把鏈球再拋出去。鏈球的速度加快了，而你的速度變慢了。簡(jiǎn)單來說，就是巨大天體（旋轉(zhuǎn)的人）的引力場(chǎng)（鐵鏈），捕獲了航天器（鐵球）。天體以損失自身的勢(shì)能和動(dòng)能（天體的速度），來幫助航天器加速，滿足機(jī)械能守恒。在這個(gè)過程中，天體的速度是會(huì)慢下來的，但由于航天器與天體相比太輕了，幾乎可以忽略不計(jì)。

因此天體失去的速度（動(dòng)能），也就可以忽略不計(jì)。具體原理如下；

其實(shí)就是航天器借助天體的引力場(chǎng)，將天體和航天器變成一個(gè)整體，整體較重的部分（天體）會(huì)將自己的動(dòng)能傳遞給航天器。航天器獲得了動(dòng)能后，又會(huì)逃離天體。而損失的動(dòng)能對(duì)于天體來說只是九牛一毛，無足掛齒。這種不用太大代價(jià)，就能為航天器加速的方法，就是引力彈弓。未來我們想要實(shí)現(xiàn)星際旅行，引力彈弓效應(yīng)是不可或缺的方法之一。不過這種方法也存在一個(gè)致命的缺陷，那就是等待時(shí)間需要很久。一顆星球只能加速一次，并且增加的速度也有限度。比如旅行者二號(hào)的引力加速；

可見，旅行者二號(hào)通過土星加速時(shí)，出入速度為15km/s，最高速度為35km/s，離開時(shí)速度會(huì)降低到20km/s，總體來說增加了5km/s的速度。而木星、土星、天王星等行星在旅行者二號(hào)軌道上的機(jī)會(huì)，下一次需要等到22世紀(jì)。所以，趕時(shí)間的航天器，不太適合引力彈弓效應(yīng)加速。