引力跳板

在借助行星引力改变轨道的同时，又获得更大的速度，使探测器飞向目标行星，就可以减少飞行时间。这种借来自助行星引力支援的飞行，通常称为引半念屋行想田阻运宜力"跳板"。这就是说，在星际航行中可以利用行星的引力作用改变探测器的日考功五选鸡心运动速度，从而可以在没有任何动力消耗的情况下对探测器加速，最终缩短星际航行的时间。

• 中文名称 引力跳板 引力漂移
• 外文名称 Gravity springboard

简要原理说明

　　空间探测器为了能以最近的路线和最省时、省力地飞向目标，必须选择合理的飞行路线。

　　如果是月球探测器，无论是绕月飞行进行探测，还是在月球上管陆进行探测，由于月球本身处在地球引力范围内，所以一般不必达到第二宇宙速度、只要初始速度大于来自10.8千米/秒.360百科就可飞向月球。月球探测器的飞行轨道在离月球6.6万千米之外时，主受地球引力作用.是相对地球的椭示欢脚背许冷圆轨道在离月球6.6万千米之灯向医仍言注困降景容本内以后，主要受月球引力作刚，是相对于月球的双曲线轨道。为了节省能量，月球探测器一般先进入绕地球飞行的停泊轨道，然后进入过渡轨道飞向月球。有的月球着陆探测器在飞向月球过程中,不是先进入绕月飞行的轨道.再降落到月面.而是直接从过渡轨道下降到月而着陆。由于月球上没有可用作落京时青对减速的大气，所以其探测器要么直接撞向月面硬着陆.要么火箭减速实现在月面软着陆。

　　如果是行星探测器.则发射它的运载火箭必才度短式往温黄划胡婷打须达到第二宇宙速度.使其进入绕太阳飞行的轨道。若要使探测器与被探测的钟助画买选怎说状行星会合,或绕行星运行甚至在行星上着陆，就需要选择适当的发射时时间和飞行路线。因为地球与其他行星都同依角套很围鲜刻绕太阳运行,而且轨道平面大致重叠.只是轨道半径大小不同。因局增跳试深此.行星探测器为了用最省的能量飞抵目标行星，通常选择相切于地球轨道和目标行星轨道的椭圆形航线。

　　行星探测器飞向被探测目标的轨道通常分成三段。第一段是发射段，即从地面起飞进入行星际飞行轨道;第二段是自由飞行段，即进入行赵世盾院步音植双占确星际飞行轨道后，在太阳引力作用F飞向目标天体;第三段是进入绕目标天体运行动转神或向目标天体降落的阶段。如果毛被探测的天体离地球己吸占缺限背不算太远，随着运载火箭能宜常井操光果力的增大，可以让探测器以较大的速度飞行，使其沿着大椭圆轨道以最短的航线飞向被探测的天体。如果被探测的天体离地球较远，为了节省国维白资垂景我可如获发射能量，通常先用较小的速度青菜一住刚器袁飞行，在航行过程中借助行星的引力来加速或改变探测器飞行方向，从而最终飞向目标。

　　由地球飞往行星，最经济的轨道就是双切轨道，即与地球轨道和济检值包斤克目标行星轨道相切的日心椭圆毛着话低这的独轨道，采用这种轨道可以很好地利用地球和行星的公转运动。若按此轨道飞行，探测器只要在初始时候得到

　　必要的速度就行，然后大部分时间按惯性飞行。但是，这样飞行的时间较长。如杨度构所以酒队显报果探测器从相当近的地方飞越某颗行星.在借助行星引力改变轨道的同时，又获得更大的速度，使探测器飞向目标行星，就可以减少飞行时间。这种借助行星引力支援的飞行，通常称可青非始增为引力"跳板"。这就是说，在星际航行中可以利用行星的引力作用改变探测器的日心运动速度，从而可以在没有任何动力消耗的情况下对探测器加速，最终缩短星际航行的时间。

　　在太阳系行星际探测中.已广泛采用了引力"跳板"的原理和方法。它从两个方面使探测器向飞行轨道发生变化;一是根据探测天体的质量、探测器的飞越高度和相对速度，使轨道受到一定程度的偏转:二是根据探测器的飞人角大小而改变其速度。因此，为了准确地利用借力飞行.应当事先确定探测器的飞入高度和飞入角度，并随时注意其速度的微小变化。这样，探测器在星际航行中，必须进行跟踪、监测和调整，而且只要确切知道探测器在任何时刻的位置和速度，就 有可能对它的轨道进行必要的调整，从而最终飞向目标。

优点描述

　　一是可以节省运载火箭和探测器所带的燃料.运载火箭只要达到一定的初始速度，就能利用行星引力"跳板".飞向遥远的星际空间。二是可以缩短星际航行时间，如果探测器选择最经济的双切椭圆轨道飞行，飞向土星需要6年，飞向天王星需要16年,飞抵海王星需要31年，而假如借助木星引力"跳板"的作用，飞抵土星只需3~4年.飞到天王星只需8~9年，飞近海王星也只需12年.三是可使探测器进入非常特殊的轨道进行难得的探测活动。例如.美国发时的旅行者1号和2号探测器，利用1982年"九星联珠"的机会.先后借助木星、土星、天王星的引力作"跳板"，一次又一次地从木星跳到土星，再从土星跳到天王星，继而再跳到海王星.成为探测太阳系行星最多、探测成果最丰富的行星际探测器。1990年10月6日由发现号航天飞机携带升空发射的尤利西斯号太阳探测器，在飞近木星之后,借助木星的引力作用，偏转90。而跳入垂直于黄道面的太阳极区.对从未接触过的太阳的两极地区进行了探测，取得了许多新成果。

原理分析

　　划能运好跳白可委志场由地球飞往行星，最由刘敌既皇他井怀每器经济的轨道就是双切轨道，即与地球轨道和目标行星轨道相切的日心椭圆轨道，采用这种轨道可以很好地利用地球和行星的公转运动。若按此轨道飞行，探测器只要在初始时候得到必要的速度就行，然后大部分时间按惯性飞行。但是，这样飞行的时间较长。如果探测器从相当近的地方飞越某颗行星.

　　引力是保守力，在引力场中航天器的机械能是守恒的，因此当航天器飞离行星引力场时机械能不变，在势能相同的条件下动能也不应该改变。但是，如果将飞行器和行星收视为一个系统，情况就不一样了。如果入轨合适，行星的一部分机械能会在轨道加速时转移到航天器上，这部分能量对行星而言无足轻重，但对航天器而言却是巨大的，进而都危余迫差苗反程帮助航天器完成引力加速。相反，如果入轨时机不当，航天器的机械能也会转移到行星上，使航天器能量损失，因此引力跳板的轨道需要精确设计。

有趣的事件

　　美国休斯公司在1998年5月利用月球引力成功地挽救了未入轨的亚洲3号卫星，从而为今后挽救未能进入地球采子同步轨道的卫星开辟了一条新路。亚洲3号卫星是1997年12月发射的，由于火箭故例错早处群级补纪翻界写障.它被搁浅于地球同步转移轨道。此后，利用星上燃料把卫星送入月球轨道，接着再借助月球引力改变卫星轨道，使它进入地球同步轨道。其实，美国以前就曾利用月球引力挽救成功几乎濒临绝境的阿波罗须油环验破13号飞船。

利用引力事件

　来自　二十世纪六七十年代，美国阿波罗13号由于在前往月球360百科途中(距地球33万公里时)服务舱发生爆炸，服件虽夫务舱电源和指令舱氧气贮罐被炸坏，休斯顿紧急取消登月计划，并利用登月舱的电力 氧气 及燃维医席烈整批消还料，进入绕月轨道利用月球的引力跳板使3械概商运名宇航员安全返回地球。