引力弹弓只是加速运动？它能做的还有很多(5)

细心的你也许发现，在上面旅行者2号的速度变化曲线中，每一次重力加速之后，航天器都会出现大幅度的减速现象。这是为什么呢？
这是因为当航天器接近行星时，受行星引力的影响，航天器会加速；而当它飞越之后，行星的重力势阱反过来会牵引航天器，使其很快减速。在航天器终于摆脱行星引力场时，太阳的引力会作用于航天器，令它的速度一点点地慢下来。这就是为什么旅行者2号在海王星附近一度达到29千米/秒，现在相对于太阳的速度却只有不到15千米/秒的原因。

为了获得更大的逃离速度，航天器需要启动它的推进器。根据Oberth效应，航天器在较高速度下使用发动机会比在较低速度下使用产生更大的机械能，也就是说，当航天器在它最接近行星的地方开启加力，可以更有效率地提高飞行速度。当然了，这同时需要航天器拥有大推力的火箭发动机，像最新的电推发动机是没有用处的，它们的推力太小，需要很长的时间才能一点一点地把速度加上去。
轨道选择是重力辅助的决定性因素
行星绕太阳公转，它在公转轨道上有一个向前的速度。这就好比熊孩子向火车扔皮球，当火车停止时，皮球反弹回来的速度就是他扔出去的速度，而当火车快速迎面而来，皮球的反弹速度要快得多。
航天器利用行星进行轨道加速也是利用了同样的原理，它需要以一定的角度进入行星的引力范围才能很好地利用行星的重力进行弹弓弹射。这涉及非常复杂的计算，我们将其用下面的动画图片形象化地表现出来：

在上面的动图中，黑点代表行星的运动轨迹，蓝色点代表航天器。为了获得最大的引力加速度：