引力彈弓飛行器提升多少速度

A. 什麼是引力彈弓

引力彈弓就是利用行星的重力場來給太空探測船加速，將它甩向下一個目標，也就是把行星當作「引力助推器」。
利用引力彈弓使我們能探測冥王星以內的所有行星。在航天動力學和宇宙空間動力學中，所謂的引力助推（也被稱為引力彈弓效應或繞行星變軌）是利用行星或其他天體的相對運動和引力改變飛行器的軌道和速度，以此來節省燃料、時間和計劃成本。
引力助推既可用於加速飛行器，也能用於降低飛行器速度。
定義：
行星的引力助推作用能夠改變飛行器相對於太陽的速度，但由於必須遵守能量守恆定律，所以它和行星間的相對速度並沒有改變。在飛行器第一次從遠距離接近行星時，產生的運動效果就像該飛行器被行星反彈開了。科學家們稱這種情況為彈性碰撞，不過兩者之間並沒有發生實體接觸。
假設你是一個靜止的觀測者，那麼你就會看到：行星以速度U向左運動，飛行器以速度v向右運動。由於兩者的運動方向相反，所以當飛行器運行至行星右側時，其軌道就會發生彎曲，進而以U+v的相對速度（相對於行星表面）運行。當飛行器脫離環行星軌道時，其相對於行星表面的速度仍然為U+v，但是此時的運動方向與原來相反——即向左運動。而由於行星本身正以速度U向左運動，所以在觀測者看來，飛行器正以2U+v的速度向左運行——其速度提升幅度為2U，即行星運行速度的兩倍。
由於未考慮軌道的各種細節，所以這是一個過於簡單化的模型。但是事實證明如果飛行器沿雙曲線軌道運行，則其無需啟動引擎即可從相反方向離開行星，同時只要其脫離了該行星引力的控制，那麼它就可以獲得2U的速度增量。
該理論看似違背了能量守恆和動量守恆定律，但這是由於我們忽略了飛行器對行星的影響。飛行器獲得的線性動量在數值上等同於行星失去的線性動量，不過由於行星的巨大質量，使得這種損失對其速度的影響可以忽略不計。
在現實宇宙空間中飛行器與行星的相遇實際上會出現兩個維度上的因素。在上述理論所提供的案例中，由於要求提高飛行器的速度，所以需要實現的是矢量增益。
同時，引力助推也能被用於降低飛行器的速度。1974年的水手10號以及後來的信使號即通過引力助推實現了減速，兩者都是飛往水星的探測器。
如果飛行器需要獲得更多的加速度，最經濟的做法是當其位於行星近拱點時點燃火箭。火箭助推為飛行器提供的加速度總是相同的，但是它引起的動能變化則與飛行器的實時速度成正比。所以為了從火箭助推中獲得最大動能，火箭必須在飛行器速度最大時——即處於近拱點時點火。在奧伯特效應中該技術得到了詳細闡釋。
為什麼要這樣？

在太陽系中，由於飛往內行星的飛行器的軌道方向是朝向太陽的，所以其可以獲得加速度；而飛往外行星的飛行器由於是背向太陽飛行的，故其速度會逐漸降低。
雖然內行星的軌道運行速度要比地球的快得多，但是飛往內行星的飛行器由於受到太陽引力作用而獲得加速，其最終速度仍遠高於目標行星的軌道運行速度。如果飛行器只是計劃飛掠該內行星，就沒有必要為飛行器降速。但是如果飛行器需要進入環該內行星的軌道，那麼就必須通過某種機制為飛行器降速。
同樣的道理，雖然外行星的軌道運行速度要低於地球，但是前往外行星的飛行器在受到太陽引力作用而逐漸減速之後，其最終速度將仍低於外行星的軌道運行速度。所以也必須通過某種機制為飛行器加速。同時，為飛行器加速還能夠減少飛行所耗時間。
使用火箭助推是為飛行器加減速的重要方法之一。但是火箭助推需要燃料，燃料具有重量，而即使是增加很少量的負載也必須考慮使用更大的火箭引擎將飛行器發射出地球。因為火箭引擎的抬升效果不僅要考慮所增加負載的重量，也必須考慮助推這部分增加的負載質量所需的燃料的重量。故而火箭的抬升功率必須隨著負載重量的增加而呈指數增加。
而使用引力助推法，則飛行器無需攜帶額外的燃料就可實現加減速。此外，條件適宜的情況下，大氣制動也可用來實現飛行器的減速。如果可能，兩種方法可以結合起來使用，以最大程度地節省燃料。
例如，在信使號計劃中，科學家們即試用了引力助推法為這艘前往水星的飛行器進行減速，不過由於水星基本上不存在大氣，所以無法使用大氣制動來為飛行器減速。
而飛往離地球最近的行星——火星和金星——的飛行器一般使用霍曼轉移軌道法，該軌道呈橢圓形，其開始一端與地球相切，末尾一端與目標行星相切。該方法所消耗的燃料得到了盡可能的縮減，但是速度較慢——使用該方法的飛行器從地球達到火星需要1年多的時間（模糊軌道法使用的燃料更少，而速度則更慢）。
如果使用霍曼轉移軌道法前往外行星（木星、土星和天王星等），途中可能就要消耗掉數十年的時間，所需的燃料仍然很多，因為飛行器的航程長達8億公里，同時還要抵抗太陽的引力。而引力助推則提供了一個無需附加燃料即可為飛行器加速的方法。所有飛往外行星的飛行器都使用了該方法。
看似是一個完美得計劃，但是它也有一個大局限。那就是周期長。我們需要花費很長的時間來等待行星運行到正確的位置，才有極小的可能性利用引力彈弓（即引力助推）獲得速度。

當年的旅行者號航天器就是利用引力彈弓飛出太陽系的。
望採納

B. 引力彈弓效應是怎麼回事

引力彈弓是大質量天體對小質量飛行器的一種加速效應。

這種加速效應基於動量守恆。當一個飛行器經過一個大質量天體，比如行星，運動方向會被天體的引力偏轉，如果飛行器速度足夠不被天體捕獲，那麼就會在被天體偏轉一定角度後飛離該天體。而飛行器在靠近天體和遠離天體時會受到天體重力加速度的加減速，加速和減速是對稱的，所以飛行器離開時與靠近時與天體的相對速度是一樣的。

不過電影里，當時飛船已經在黑洞的引力場里了，所以它並不能直接通過空間拖拽加速後脫離黑洞引力場，而是必須往黑洞自轉的反方向拋射質量。結果就是電影看到的，把失去能量的推進器全拋掉，然後飛船才獲得足夠的動量飛往目標星球。

C. 引力彈弓進階篇：引力彈弓效果到底有多強

有實際的應用性，但是，就如今的科技而言，成功率無法確定，而且也不會去做。

不會去做的原因，並不是成功不成功的原因，是局限於廣義相對論。

相關文獻資料：
飛行器接近黑洞，獲得引力彈弓效應的方式雖然沒有實際應用，但如果一個轉動的黑洞的自轉軸指向理想的方向，它可能提供額外的引力助推效果。
廣義相對論預言一個較大的轉動天體的附近會出現參考系拖拽現象，即附近的空間被拖拽往天體自轉的方向。理論上一顆普通的恆星也會出現這種現象，但是對太陽附近空間所作的觀測至今未能得出確定的結果。廣義相對論預言在轉動的黑洞附近圍繞著一層被稱為能層的空間。在這個空間中物體的正常狀態仍然無法存在，因為該空間正沿著黑洞自轉方向以光速被拖拽著運動。但是彭羅斯機制或許可以為飛行器從能層中獲取能量，雖然這個過程要求飛行器必須將一些「壓倉物」拋入黑洞，這樣飛行器也必須損失一部分由「壓倉物」所攜帶的能量，這部分能量則被黑洞吸收。

以上的結論，就是：
如果飛行器接近黑洞的史瓦西半徑，它就需要更多的能量才能從這個極度扭曲的空間中逃逸出來，所耗的能量將會多於從黑洞的引力助推中獲得的能量。

換句話說，黑洞會消耗更大的資源，而這個資源實際所獲得的推力不值得這么去消耗，用俗話說就是得不償失。

D. 航天器真的可以制用所謂「彈弓效應」增加其飛行速度嗎

航天器的發展在近年來有所成績，馬斯克公司的火箭實現了回收，大大減低了火箭的發射成本，人類探索宇宙的決心是不會消滅的，科學家經過很多的研究和發現了解了很多的宇宙奧秘，那麼航天器真的可以制用所謂“彈弓效應”增加其飛行速度嗎？航天器通過“引力彈弓”效應將接近天體的航天器通過引力作用對其施加一個力來增加其飛行速度，讓我們來分析分析。

這樣的方法能為航天器提供一個合適的力以達到節省燃料的作用，這樣在另一方面上來說是增加探測器壽命的，但是使用這一方法必須要在非常精準的計算下來進行，不然很容易出現較大的軌道偏離。

E. 引力彈弓效應是怎麼回事有怎樣的科學原理呢

引力彈弓效應是指通過行星重力場來使太空探測船達到加速的效果，使它能夠順利甩向另一個目標。是一種引力助推的形式，在宇宙空間動力學里，引力助推可以通過行星和天體之間的相對運動和引力來改變飛行器軌道和速度。既可以用來加速，也可以用來減速，可以有效地減少燃料和時間、計劃成本等。它的主要原理是外行星軌道比地球的運行速度要低，飛行器前往外行星的過程中，受到太陽引力的作用速度逐漸降低，最終速度比外行星的軌道運行速度低，這時候就需要運用一些機制來使飛行器速度增加，同時減少飛行時間。

引力彈弓效應的應用非常廣，效果也很顯著，是一種行之有效的方法。科學家們進行太空探索時，總希望以最小的代價來達到預期的效果，需要制定合適的策略，引力彈弓效應就是其中具有代表性的一種。