引力弹弓是啥?为什么引力弹弓是星际探索的重要加速器?
2024-11-04 17:40:05 阅客
星际探索目前对于人类来说还局限在太阳系以内,更具体地说,是在冥王星轨道以内。因为一旦超过冥王星轨道,探测器发回信号地球几乎无法接收。然而,如何飞出太阳系进行星际探索是我们最为关注的课题。
解决信号问题相对简单,只需在探测器经过的每一颗星球上安置信号中继器。但最大的障碍是动力。目前限制人类只能停留在地球上的一个主要问题就是动力。我们现有最先进的火箭发动机,最远射程也不过一万多公里,这个距离甚至连月球都够不到。那么,旅行者探测器是如何越过冥王星轨道的呢?旅行者探测器并没有携带大量燃料,依靠燃料发动机飞到那么远的距离根本不可能。事实上,在旅行者探测器之前,人类已经掌握了引力弹弓技术。
引力弹弓技术利用的是行星的引力来为飞行器加速。不过,我们发现一个问题,如果飞行器只是围绕行星转一圈,并不能达到加速的效果。因为在飞行器靠近行星时,行星引力会让飞行器加速,而当飞行器绕行星一圈后飞离时,引力又会减速飞行器。那么,引力弹弓是如何加速的呢?实际上,飞行器借用的并不是行星引力本身,而是行星的公转动能,这部分动能在转移给飞行器后,行星也会损失一些动能,但由于行星质量巨大,这点动能损失几乎可以忽略不计。
引力弹弓不仅用于加速飞行器,也可用于减速。这就像打乒乓球,当球飞回来时,是击打回去还是卸力,让球减速控制在桌上,取决于我们的目的。
在星际探索中,引力弹弓技术将成为一种常用技术。其优势在于节省燃料,能够低损耗地为飞行器加速,只需事先准确计算飞行器的轨道,就能让其顺利达到逃逸速度。比如,在《流浪地球》中,地球飞出太阳系的方法也是利用太阳引力加速。地球进入比邻星范围后,需要利用引力弹弓技术对地球减速,最终准确进入比邻星的宜居带轨道。
太阳系的上下都分布有行星,甚至地球旁边就有一颗月球,提供了星际探索的天然跳板。在科技发展的道路上,仿佛冥冥之中已经设定好了进阶路线,为人类未来的探索之路准备了所有必要的条件。