本期知識看點：圖解引力彈弓，地球和木星玩起了蕩鞦韆
看過電影《流浪地球》的朋友都知道，地球為了不被太陽吞沒，裝上了一萬座行星發動機，開始了飛向4.2光年外比鄰星的流浪之旅。
電影與原著小說不同，高潮部分重點寫在了地球飛越木星的部分，受木星引力影響，行星發動機損毀，地球失速，將被木星捕獲解體，最終靠點燃木星引發衝擊波將地球推離木星。
1. 為什麼地球非要懟著木星飛過去？
選擇避開木星，完全可以避免電影中發生的災難與危機；為什麼不呢？是小說和電影情節需要？答案當然不是！
選擇飛臨木星，是為了借用木星的引力彈弓效應，加速地球！使得地球獲得逃逸太陽引力束縛的逃逸速度！
為什麼不直接依靠行星發動機將地球加速到逃逸太陽系呢？
原因1：行星發動機推力有限，加速緩慢，耗時太長；
原因2：行星發動機將增加大量能源消耗——雖然只是燃燒石頭，地球將損失過多的質量和體積，不足以支撐人類生存的正常生態，甚至可能都無法支撐到目的地。
原因3：僅逃逸速度還不夠，最終將加速到光速的千分之五到百分之一，地球逃逸太陽系時速度將遠超逃逸速度才行，
單純靠行星發動機加速，就好比僅靠人力爬山，費時費力；借用木星引力彈弓就好比在山腳用蹦床或者彈弓直接彈射到山頂，省時省力。
2. 圖解什麼是引力彈弓
引力彈弓就是利用行星的引力場來給飛行體加速，將它甩向下一個目標或者甩出星系，也就是把行星當作"引力助推器"。如下圖所示：
引力彈弓是如何實現加速的呢？通過大質量行星引力捕獲，將從行星背面飛過的小天體或者飛行器甩出去；實際上這個過程就是動量的交換；最後實現小型天體（或者飛行器）飛入速度與行星公轉速度向量相加，如下圖所示：
引力彈弓可以理解簡單理解為非接觸的彈性碰撞；遵循能量守恆原理，主要用於宇宙探測器（飛行器），受控制的有計劃的飛行軌跡，由於飛行器質量與行星相差懸殊，能量交換後，對行星影響幾乎可以忽略不計，而流浪地球裝上行星發動機後，其實就是一個飛行器（天體級別）理論上也是可行的，但木星質量僅是地球的380倍，次過程將會對木星運行軌道狀態產生一定影響。
好比：一個人扔一個小石子對人本身沒啥影響，但扔一個鉛球就得引起肢體的重大變化咯。
引力彈弓簡單理解就是木星抓著地球甩出去，也可以理解為地球掉在木星上蕩鞦韆，但速度過大，線繃斷了後直接飛了出去；如下圖所示：
需要注意的是，上圖所示的彈射速度並不是簡單的數字相加，而是速度向量相加，兩個速度有一定夾角。
3. 流浪地球如何逃逸太陽引力束縛
借用引力彈弓地球獲得木星繞太陽公轉的速度加成；加速轉向後將遠超太陽系逃逸速度，直接飛出太陽系邊際，直奔比鄰星而去。如下圖所示：
如果僅靠發動機推動，地球將繞太陽螺旋狀運行N圈，緩慢逃逸。且無法加速到需要的最高速度，飛行時間將以萬年為單位計算。如下圖所示：
本期通過流浪地球解讀"引力彈弓"到此結束，下一期將分享流浪地球的bug洛希極限。
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