行星飞掠是如何进行的？

重力辅助飞行——飞越——相当巧妙。这些精确的机动包括利用行星的重力来加速和引导航天器到达目的地。它通常被描述为弹弓机动，就好像行星抓住并弹射经过的航天器。但实际上，飞越更像是将乒乓球扔进吊扇的叶片中。叶片会击中球，使其以更快的速度朝不同的方向飞去。现在想象一下将乒乓球扔进吊扇中，然后球会击中你旁边墙上的标记。这就是行星飞越。

行星的引力远大于航天器的引力，这意味着当航天器飞过行星时，行星对航天器施加的引力远大于航天器对行星施加的引力。行星的引力会将航天器拉近并抛离，在此过程中将其部分动量传递给经过的飞行器。与此同时，航天器实际上会夺走行星自身的一点动量。但这还不是全部。行星并不是静止的；它们围绕太阳公转并绕着自己的轴旋转。因此，当航天器经过行星时，行星的旋转会帮助改变航天器的轨迹。

飞越本质上是用来增加航天器绕太阳轨道运行的能量，使其超过运载火箭所能提供的速度。旅行者号任务就是一个很好的例子，两次任务的目标行星都是土星。发射这两艘航天器的泰坦-III/半人马座火箭只够它们到达木星。如果没有木星，两艘航天器都会进入永久的椭圆形太阳轨道，像地球轨道一样靠近太阳，最远到达木星轨道。但是这颗巨大的行星在那里，航天器穿过了它的轨道。航天器被行星的引力吸引。航天器没有减速到足以停留在木星，而是从这颗气态巨行星获得动力，开始了飞往土星的旅程。由于飞越方式略有不同，旅行者号航天器在到达这颗带环行星后分道扬镳。当旅行者一号穿过该系统时，它的轨迹使其飞出了黄道平面，而当旅行者二号穿过该系统时，它的轨迹则朝着天王星的方向弯曲。

反之亦然。正确瞄准的飞掠可以减慢航天器的速度，使其减速到足以被另一个天体的引力捕获。美国宇航局的伽利略号航天器飞掠木星的卫星木卫一时速度有所下降，这意味着该任务必须携带略少的燃料进行逆火燃烧，使其进入木星轨道。

重力辅助在深空机器人任务中非常有用，20 世纪 60 年代，NASA 曾探索过重力辅助，希望借此让宇航员在一次飞行中同时造访金星和火星。这将是一次漫长但非常有趣的任务。

资料来源：NASA