电影《流浪地球》中,地球想逃出太阳系,为什么偏要走到离木星那么近的地方去?

2020-10-28 科技 223阅读

因为地球利用木星引力弹弓逃出太阳系加速段被木星捕获时,随着地木距离缩短,造成地球和木星之间的引力增强。

依照影片中描述的流浪地球计划,人类给地球安装上万座巨大的重元素聚变发动机,它们被称作行星发动机,推动地球逃离年迈的太阳,飞往最近的恒星——比邻星。要让地球飞往比邻星,需要脱离太阳引力,只靠人造的发动机还不够,于是电影里让地球借助木星的引力弹弓。当地球靠近木星时,会被其强大的引力吸引,从而加快行进速度,由于木星本身也在绕太阳公转,所以木星吸引地球的同时,赋予了地球一部分速度,地球相当于被加速了,最后地球逃离木星的时候,会被木星像抛球一般抛出去,从而达到脱离太阳系所需速度。这就是引力弹弓效应。

引力弹弓效应不是新发现,苏联在1959年发射的“月球3号”探测器就利用了引力弹弓效应。在精确计算后利用天体的引力弹弓效应,可以在不消耗航天器本身能量的情况下,改变航天器的速度和前进方向,帮助航天器抵达目标。

早在1918年俄罗斯科学家尤里就曾提出过引力弹弓的最初设想,1961年,美国学者米诺维奇在用计算机计算了太阳系各行星轨道后发现,1977年时木星、土星、天王星、海王星刚好都将运行到太阳的一侧,如果此时发射飞向太阳系外的飞行器,将刚好能利用这四个行星的引力弹弓获得最大加速。

而错过这一时机,需要再等176年才能获得这样绝佳的“窗口”。于是美国宇航局紧急研制并于当年8月20日和9月5日发射了“旅行者一号”、“旅行者二号”探测器。

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