利用行星引力把探测器甩出去？引力弹弓不用遵守能量守恒定律吗？( 二 ) “引力弹弓”是人类发射太空

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要解释这种现象，我们需要做一个思想实验，假设一个场景，一个乒乓球以10米/秒的速度，飞向一个相对于地面处于静止状态的球拍，在理想情况下（不考虑重力、空气阻力、非弹性碰撞、球拍受力移动等等因素），当它撞上球拍之后就会发生弹性碰撞，所以它会以同样的速度反弹，而在它反弹之后，其相对地面和球拍的速度都是10/秒。
同样的场景，现在假设球拍以11米/秒的速度（相对于地面）迎面向乒乓球运动，在这种情况下，如果以球拍作为静止参照物，那么乒乓球的速度就是21米/秒，所以当它撞上球拍发生弹性碰撞之后，其反弹后的速度也是21米/秒。
重点来了，如果我们以地面作为参照物的话，就要将球拍的11米/秒的运动速度考虑进去，所以反弹之后的乒乓球速度就是32米/秒，相当于乒乓球获得了2倍球拍的运动速度（相对于地面）。

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如上图所示，在探测器利用木星的引力弹弓的过程中，其运动效果其实就是探测器被木星反弹开了，因此这也可以视为一种弹性碰撞，所以我们只需要将上述思想实验中的乒乓球替换成探测器、球拍替换成木星、地面替换成太阳，就可以得出，在这种情况下，探测器可以获得2倍木星的运动速度（相对于太阳）。
简单计算一下，木星的公转速度为13公里/秒，旅行者1号抵达木星时相对于太阳的速度为14公里/秒，所以从理论上来讲，木星的引力弹弓最高可以将旅行者1号加速到40公里/秒（相对于太阳），而实际上，当旅行者1号被木星甩出去的时候，其相对于太阳的速度为37公里/秒，所以这也合情合理。
小结
综上所述，引力弹弓是遵守能量守恒定律的，当探测器在利用行星的引力弹弓进行加速时，其实就是“窃取”了一部分行星的动能，从而让自己相对于太阳的速度增加，当然了，我们不必担心这样会造成行星的公转轨道出现问题，毕竟相对于行星的巨大动能而言，探测器“窃取”的这一部分动能微乎其微，完全可以忽略不计。
【利用行星引力把探测器甩出去？引力弹弓不用遵守能量守恒定律吗？】好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。
来源：魅力科学君