上世紀六、七十年代，正值美蘇冷戰的巔峰時(shí)期，這兩個(gè)超級大國之間的對決已經(jīng)從地面延伸到了太空，此時(shí)米國為了展示自己的高超技術(shù)，制定了一項宏偉的太空探索計劃，命名為水手計劃，于是從1962年到1973年10月米國總共發(fā)射了10顆水手系列探測器，它們的任務(wù)是去探索金星、水星以及火星，最后只有其中的7顆獲得了成功。
然而這個(gè)項目最令人印象深刻的還是接下來(lái)的水手11號及12號，因為在1977年正好遇到了太陽(yáng)系的多顆行星將呈幾何排列在太陽(yáng)一側的難得機遇，只要把握好這次機會(huì )，就可以使得探測器攜帶較少的燃料，且可以在最短的時(shí)間內造訪(fǎng)木星、土星、天王星以及海王星。于是原本的水手11號以及12號太空船便被改名為旅行者1號及2號，負責去探索這些遙遠的行星。
1977年9月5日旅行者1號在佛羅里達州被泰坦三號E半人馬座火箭成功發(fā)射升空，并于1979年1月開(kāi)始對木星進(jìn)行拍攝，在對木星進(jìn)行了近三個(gè)月的拍攝后，它接下來(lái)的任務(wù)便是飛往更遠的土星，然而由于太陽(yáng)引力的拖拽，旅行者1號的速度持續下降，最低時(shí)甚至達到了14公里每秒，然而此處物體的太陽(yáng)系逃逸速度為18公里每秒，若是不對飛行器進(jìn)行加速的話(huà)，它將無(wú)法飛出太陽(yáng)系完成后續任務(wù)。
于是旅行者1號便開(kāi)始采取機動(dòng)飛掠木星，并借助木星的強大引力實(shí)現了自身的加速，其日心速度一度達到了37公里每秒，遠遠超過(guò)了此處的太陽(yáng)系的逃逸速度，那么為什么旅行者1號一進(jìn)一出木星就可以獲得如此高的速度？它的能量又是來(lái)自哪里？其實(shí)這就是著(zhù)名的引力彈弓效應，是由前蘇聯(lián)科學(xué)家尤里康德拉圖克于1918年提出。
以木星為例，假設木星圍繞太陽(yáng)的速度為U，此時(shí)一個(gè)探測器以v的速度以相對木星的運動(dòng)方向進(jìn)入木星的引力范圍，那么探測器與木星的相對速度就是為U+V，然而當探測器繞行木星半周后再射出木星時(shí)，兩者的方向相同，由于它們的相對速度不變，所以探測器理論上的速度就必須達到V+2U，而探測器獲得的這部分額外動(dòng)能則是由木星所提供的。但由于木星比探測器的質(zhì)量大得多，所以木星損失的這點(diǎn)動(dòng)能在速度上根本體現不出來(lái)。
但在實(shí)際的航天應用中，由于探測器的入射和射出角度不同，它額外獲得的速度也會(huì )有差異，但最高時(shí)也只能是接近行星速度的2倍，引力彈弓效應不僅可以給探測器帶來(lái)加速效果，它也可以實(shí)現探測器的減速。比如，2004年NASA發(fā)射的水星探測器-信使號，由于它在不斷地接近水星時(shí)也會(huì )更加的靠近太陽(yáng)，所以它逐漸累積了較高的速度，如果不對信使號進(jìn)行減速的話(huà)，那么它將無(wú)法被水星引力成功捕獲。
所以原本只需三個(gè)月的行程，信使號卻花了長(cháng)達6年多的時(shí)間來(lái)借助行星大氣以及引力彈弓效應進(jìn)行減速，最后信使號于2011年3月18日成功進(jìn)入了水星軌道，引力彈弓的發(fā)現和利用對目前的深空探索極其重要，假如沒(méi)有發(fā)現引力彈弓效應，以我們人類(lèi)目前的科學(xué)技術(shù)想要探索宇宙深空也許還只是一個(gè)夢(mèng)想，所以學(xué)會(huì )利用天然存在的力場(chǎng)探索宇宙，也同樣是一種高超的智慧。（以上內容取材于網(wǎng)絡(luò )，請理性看待）
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