引力彈弓——讓人類實現飛天夢
（圖源: 基里爾·庫德里亞夫採夫攝/法新社/蓋蒂圖片社）
什麼是引力助推原理或稱之為引力彈弓？它的內在運作機制和規律是怎樣的？這一問題最早出現在美國知識共享問答網站Quora上，這個網站邀請了有很多專業人士為一些專業技術問題提供令人信服的解答。
針對上一問題，獲得物理學和哲學雙學位，其中物理學為博士學位的保羅·梅伍德，在Quora網上做出回答：引力彈弓通常被解釋為一個小型天體（如太空探測器）利用一個大型天體（如行星）的引力來加速自身。
（圖源: 網路圖片，引力彈弓示意圖）
隨著科技發展，現在我們來看這個答案是錯誤的（或者至少是並不完全準確），我們很容易發現其中的問題。引力勢是相對的，當探測器落入大天體的引力井時，它能獲得動能；但當它離開這一引力井時，它獲得的能量將丟失。這也就意味著，當探測器飛離行星時其速度並不會增加。
那麼，引力彈弓效應是如何產生作用的呢？
事實上，引力彈弓是利用引力來獲取行星的一些動量並將之轉移至自身，促使自身動量增加、速度提升。因此，這種效應也會相應降低行星的動量，引發行星速度的稍微減慢（因為探測器的質量相對行星非常渺小，所以這種減慢的速度微乎其微）。
（圖解：美國航天局黎明號引力彈弓軌道圖，地球-火星霍曼轉移軌道-火星引力彈弓加速-灶神星霍曼轉移軌道-灶神星捕獲及環繞軌道-灶神星引力彈弓加速-灶神星-穀神星霍曼轉移軌道-穀神星環繞軌道；圖源: NASA，我是科學家，鸑鷟鵷鶵漢化）
鑑於再怎麼深入研究向量圖也沒有實際實驗來的直觀，我們來做一個較為類似的實驗來幫助大家理解一下這個原理：
首先，讓一輛大卡車以60英里/小時的速度筆直的向你駛來；
其次，拿一些網球，向卡車正面扔過去；
然後，觀察網球向你彈回來的速度，如果你觀察的比較仔細，很容易可以看到這些球彈回來的速度遠比你將它們扔向卡車的速度快。卡車為網球反向加速彈回提供了動能，但因為動量是守恆的，所以每一個網球都使卡車稍微減速（儘管網球帶來的減速微乎其微，不被我們察覺）。
最後，別忘了在適當的時候離開卡車的前方，避免被撞。
反覆重複以上實驗，直到你完全理解動力轉移加速帶來的效果，或被卡車撞倒。
這個實驗呈現效果的內在原理與引力彈弓非常類似，只是將動能從行星傳遞給太空探測器的不是像卡車碰撞網球一樣的接觸的力，而是行星對探測器的引力。
另外，在實際案例中，軌道力學並不像面對面的碰撞那樣簡單的受力，整個運作過程必須仔細研究計算。但透過引力彈弓的方式，特別是太空探測器連續對好幾個行星透過這種方式，可以獲得巨大的動能，實現速度飛躍式的提升。
最終造成的結果是，太空探測器獲取了極大的速度，飛向更廣闊的宇宙，留下了太陽系內只有在顯微鏡下才能勉強看出些微減速的行星們。
（圖解: 太空探測器太空飛行意向圖；圖源：網路圖片）
空間研究是透過發展壯大空間科技來進一步發現和探索地外空間的天體結構。雖然空間研究主要是由天文學家們利用天文望遠鏡觀測進行，但對地外空間的物理探索主要是透過無人空間探測器和人類太空飛行來進行。
雖然對地外空間的觀測研究，也即天文學，出現的遠比人類歷史記載的要早。但直至20世紀中期，大型運載火箭技術的發展，才使人類高效探索宇宙空間成為現實。探索太空可以推進國家科技進步、提高國家威望、促進不同國家的溝通交流與團結、為人類未來走向太空延續文明增加籌碼，同時也有助於搶佔軍事戰備制高點，在與其他國家的對抗中佔據優勢地位。
（圖解: 國際空間站；圖源：NASA）
兩國之間太空探索的競爭，通常代表著的地緣政治競爭，譬如冷戰。早期蘇聯和美國的“太空競賽”推動了人類太空探索的腳步。其標誌性事件為1957年10月4日蘇聯第一顆人造物體“人造衛星1號”的發射和1969年7月20日美國阿波羅11號的首次登月。
蘇聯的太空探索工程在人類太空史上樹立了多個里程碑，包括1957年第一個人造天體送上太空軌道；1961年第一次人類太空飛行（尤里·加加林乘坐“沃斯托克1號”飛船）；1965年3月18日人類第一次太空行走（阿列克謝·列昂諾夫）；1966年地球探測器第一次登陸另一個天體；1971年發射第一個宇宙空間站等。經過20年的發展後，太空探索逐漸從發射一次性飛行器轉變為可迴圈利用的飛行研究如太空梭，同時從惡性競爭轉為國際空間站（ISS）的合作探索。
BY: Quora
FY: 君歸心
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