引力弹弓飞行器提升多少速度

A. 什么是引力弹弓

引力弹弓就是利用行星的重力场来给太空探测船加速，将它甩向下一个目标，也就是把行星当作“引力助推器”。
利用引力弹弓使我们能探测冥王星以内的所有行星。在航天动力学和宇宙空间动力学中，所谓的引力助推（也被称为引力弹弓效应或绕行星变轨）是利用行星或其他天体的相对运动和引力改变飞行器的轨道和速度，以此来节省燃料、时间和计划成本。
引力助推既可用于加速飞行器，也能用于降低飞行器速度。
定义：
行星的引力助推作用能够改变飞行器相对于太阳的速度，但由于必须遵守能量守恒定律，所以它和行星间的相对速度并没有改变。在飞行器第一次从远距离接近行星时，产生的运动效果就像该飞行器被行星反弹开了。科学家们称这种情况为弹性碰撞，不过两者之间并没有发生实体接触。
假设你是一个静止的观测者，那么你就会看到：行星以速度U向左运动，飞行器以速度v向右运动。由于两者的运动方向相反，所以当飞行器运行至行星右侧时，其轨道就会发生弯曲，进而以U+v的相对速度（相对于行星表面）运行。当飞行器脱离环行星轨道时，其相对于行星表面的速度仍然为U+v，但是此时的运动方向与原来相反——即向左运动。而由于行星本身正以速度U向左运动，所以在观测者看来，飞行器正以2U+v的速度向左运行——其速度提升幅度为2U，即行星运行速度的两倍。
由于未考虑轨道的各种细节，所以这是一个过于简单化的模型。但是事实证明如果飞行器沿双曲线轨道运行，则其无需启动引擎即可从相反方向离开行星，同时只要其脱离了该行星引力的控制，那么它就可以获得2U的速度增量。
该理论看似违背了能量守恒和动量守恒定律，但这是由于我们忽略了飞行器对行星的影响。飞行器获得的线性动量在数值上等同于行星失去的线性动量，不过由于行星的巨大质量，使得这种损失对其速度的影响可以忽略不计。
在现实宇宙空间中飞行器与行星的相遇实际上会出现两个维度上的因素。在上述理论所提供的案例中，由于要求提高飞行器的速度，所以需要实现的是矢量增益。
同时，引力助推也能被用于降低飞行器的速度。1974年的水手10号以及后来的信使号即通过引力助推实现了减速，两者都是飞往水星的探测器。
如果飞行器需要获得更多的加速度，最经济的做法是当其位于行星近拱点时点燃火箭。火箭助推为飞行器提供的加速度总是相同的，但是它引起的动能变化则与飞行器的实时速度成正比。所以为了从火箭助推中获得最大动能，火箭必须在飞行器速度最大时——即处于近拱点时点火。在奥伯特效应中该技术得到了详细阐释。
为什么要这样？

在太阳系中，由于飞往内行星的飞行器的轨道方向是朝向太阳的，所以其可以获得加速度；而飞往外行星的飞行器由于是背向太阳飞行的，故其速度会逐渐降低。
虽然内行星的轨道运行速度要比地球的快得多，但是飞往内行星的飞行器由于受到太阳引力作用而获得加速，其最终速度仍远高于目标行星的轨道运行速度。如果飞行器只是计划飞掠该内行星，就没有必要为飞行器降速。但是如果飞行器需要进入环该内行星的轨道，那么就必须通过某种机制为飞行器降速。
同样的道理，虽然外行星的轨道运行速度要低于地球，但是前往外行星的飞行器在受到太阳引力作用而逐渐减速之后，其最终速度将仍低于外行星的轨道运行速度。所以也必须通过某种机制为飞行器加速。同时，为飞行器加速还能够减少飞行所耗时间。
使用火箭助推是为飞行器加减速的重要方法之一。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负载也必须考虑使用更大的火箭引擎将飞行器发射出地球。因为火箭引擎的抬升效果不仅要考虑所增加负载的重量，也必须考虑助推这部分增加的负载质量所需的燃料的重量。故而火箭的抬升功率必须随着负载重量的增加而呈指数增加。
而使用引力助推法，则飞行器无需携带额外的燃料就可实现加减速。此外，条件适宜的情况下，大气制动也可用来实现飞行器的减速。如果可能，两种方法可以结合起来使用，以最大程度地节省燃料。
例如，在信使号计划中，科学家们即试用了引力助推法为这艘前往水星的飞行器进行减速，不过由于水星基本上不存在大气，所以无法使用大气制动来为飞行器减速。
而飞往离地球最近的行星——火星和金星——的飞行器一般使用霍曼转移轨道法，该轨道呈椭圆形，其开始一端与地球相切，末尾一端与目标行星相切。该方法所消耗的燃料得到了尽可能的缩减，但是速度较慢——使用该方法的飞行器从地球达到火星需要1年多的时间（模糊轨道法使用的燃料更少，而速度则更慢）。
如果使用霍曼转移轨道法前往外行星（木星、土星和天王星等），途中可能就要消耗掉数十年的时间，所需的燃料仍然很多，因为飞行器的航程长达8亿公里，同时还要抵抗太阳的引力。而引力助推则提供了一个无需附加燃料即可为飞行器加速的方法。所有飞往外行星的飞行器都使用了该方法。
看似是一个完美得计划，但是它也有一个大局限。那就是周期长。我们需要花费很长的时间来等待行星运行到正确的位置，才有极小的可能性利用引力弹弓（即引力助推）获得速度。

当年的旅行者号航天器就是利用引力弹弓飞出太阳系的。
望采纳

B. 引力弹弓效应是怎么回事

引力弹弓是大质量天体对小质量飞行器的一种加速效应。

这种加速效应基于动量守恒。当一个飞行器经过一个大质量天体，比如行星，运动方向会被天体的引力偏转，如果飞行器速度足够不被天体捕获，那么就会在被天体偏转一定角度后飞离该天体。而飞行器在靠近天体和远离天体时会受到天体重力加速度的加减速，加速和减速是对称的，所以飞行器离开时与靠近时与天体的相对速度是一样的。

不过电影里，当时飞船已经在黑洞的引力场里了，所以它并不能直接通过空间拖拽加速后脱离黑洞引力场，而是必须往黑洞自转的反方向抛射质量。结果就是电影看到的，把失去能量的推进器全抛掉，然后飞船才获得足够的动量飞往目标星球。

C. 引力弹弓进阶篇：引力弹弓效果到底有多强

有实际的应用性，但是，就如今的科技而言，成功率无法确定，而且也不会去做。

不会去做的原因，并不是成功不成功的原因，是局限于广义相对论。

相关文献资料：
飞行器接近黑洞，获得引力弹弓效应的方式虽然没有实际应用，但如果一个转动的黑洞的自转轴指向理想的方向，它可能提供额外的引力助推效果。
广义相对论预言一个较大的转动天体的附近会出现参考系拖拽现象，即附近的空间被拖拽往天体自转的方向。理论上一颗普通的恒星也会出现这种现象，但是对太阳附近空间所作的观测至今未能得出确定的结果。广义相对论预言在转动的黑洞附近围绕着一层被称为能层的空间。在这个空间中物体的正常状态仍然无法存在，因为该空间正沿着黑洞自转方向以光速被拖拽着运动。但是彭罗斯机制或许可以为飞行器从能层中获取能量，虽然这个过程要求飞行器必须将一些“压仓物”抛入黑洞，这样飞行器也必须损失一部分由“压仓物”所携带的能量，这部分能量则被黑洞吸收。

以上的结论，就是：
如果飞行器接近黑洞的史瓦西半径，它就需要更多的能量才能从这个极度扭曲的空间中逃逸出来，所耗的能量将会多于从黑洞的引力助推中获得的能量。

换句话说，黑洞会消耗更大的资源，而这个资源实际所获得的推力不值得这么去消耗，用俗话说就是得不偿失。

D. 航天器真的可以制用所谓“弹弓效应”增加其飞行速度吗

航天器的发展在近年来有所成绩，马斯克公司的火箭实现了回收，大大减低了火箭的发射成本，人类探索宇宙的决心是不会消灭的，科学家经过很多的研究和发现了解了很多的宇宙奥秘，那么航天器真的可以制用所谓“弹弓效应”增加其飞行速度吗？航天器通过“引力弹弓”效应将接近天体的航天器通过引力作用对其施加一个力来增加其飞行速度，让我们来分析分析。

这样的方法能为航天器提供一个合适的力以达到节省燃料的作用，这样在另一方面上来说是增加探测器寿命的，但是使用这一方法必须要在非常精准的计算下来进行，不然很容易出现较大的轨道偏离。

E. 引力弹弓效应是怎么回事有怎样的科学原理呢

引力弹弓效应是指通过行星重力场来使太空探测船达到加速的效果，使它能够顺利甩向另一个目标。是一种引力助推的形式，在宇宙空间动力学里，引力助推可以通过行星和天体之间的相对运动和引力来改变飞行器轨道和速度。既可以用来加速，也可以用来减速，可以有效地减少燃料和时间、计划成本等。它的主要原理是外行星轨道比地球的运行速度要低，飞行器前往外行星的过程中，受到太阳引力的作用速度逐渐降低，最终速度比外行星的轨道运行速度低，这时候就需要运用一些机制来使飞行器速度增加，同时减少飞行时间。

引力弹弓效应的应用非常广，效果也很显著，是一种行之有效的方法。科学家们进行太空探索时，总希望以最小的代价来达到预期的效果，需要制定合适的策略，引力弹弓效应就是其中具有代表性的一种。