流浪地球，刘慈欣作品
最近看了《流浪地球》，个人觉得确实是部好电影。不论是从背景设定、故事情节、场面特效，都是一流的。虽然有些情节跳跃得比较突兀，连贯不起来，但因为网上也早就说过了嘛，电影时长缩短了20多分钟，剪掉了不少内容，所以总得来说瑕不掩瑜，基本上从头到尾都能看懂。就是吴老师的表演啊，还是有点脸谱化的，老觉得在看战狼，略尬。
小时候就爱科幻，上中学那会儿还订了《科幻世界》杂志，看了不少科幻小说。前几年又看过了大刘的《三体》，叹为观止，感觉不亚于阿西莫夫大神的《银河帝国》，所以对大刘的作品特别上心，基本上都看了个遍，《流浪地球》也在其中。
大刘的书还是很硬科幻的，流浪地球里就有很多科学的理论在里面。当然我并不知道真正计算的时候到底能不能实现书里所有的内容，但至少是在现代物理学里是能找到对应的某条理论的。
木星和地球通过大气连接在在一起，场面震撼
就比如电影里的主要情节是地球溜达到了木星旁边，被木星的强大引力搞得差点灭了族。木星这么厉害，为什么地球不躲着点呢？惹不起咱得绕着点走啊。这就涉及到一个重要的问题，地球离开太阳，要跑到老邻居比邻星那边儿，需要多长时间、多快的速度跑过去？电影里设定的时间是2500年，100代人，而速度则是要达到光速的百分之一，就是每秒3000公里。这个速度非常惊人，要知道现在人类造出的速度最快的飞行器，是帕克号太阳探测器，它在靠近太阳的时候，最高可以达到每秒200公里。但帕克号是朝着太阳飞的，因为太阳的引力，可以越飞越快。而地球是要离开太阳的，如果没有动力，会越飞越慢，所以必须要加速、加速、再加速。
旅行者一号飞船
而现在人造飞离太阳的速度最快的飞行器，是旅行者一号飞船，现在的速度是每秒66公里，已经离太阳200多亿公里，飞进了宇宙空间，但是还没有飞出太阳系。想想这还是个小小的飞船，只有815千克，不到一吨，地球这个大家伙，重达59万亿亿吨，还要达到每秒3000公里的速度，只靠燃料推动，完全不可想象。
实际上，就算旅行者一号达到这个速度，也不是完全靠燃料的，它同样需要利用太阳系里各个行星的引力给加一下速，这个加速的过程，就是“引力弹弓”效应。旅行者一号利用了木星和土星的引力弹弓，最后因为临时多看了土卫六几眼，偏离了航线，离开了黄道面，后来没去成天王星和海王星。比旅行者一号晚两年发射的旅行者二号，它就很成功，先后拜访了木星、土星、天王星和海王星四颗大行星，经过了四次引力弹弓加速，现在的速度是每秒大约48公里。
旅行者二号飞船的加速过程。横坐标是到太阳距离，纵坐标是速度，坐标系内黄线是太阳系逃离速度，白线是飞船速度，五颗行星依次是地球、木星、土星、天王星、海王星
那什么是“引力弹弓”？网上盗了个图，可以看一下。
右下角是速度和时间的关系
飞船主动靠近大行星，因为距离比较近，大行星又比较重，引力就会大得多，所以飞船就会越飞越快，离行星也越来越近，跟天上掉下个苹果越掉越快类似的道理。万有引力嘛。同时呢，行星自己也在运动，因为在围着太阳公转。这样飞船和行星就会在某个时刻达到一个非常接近的状态，飞船也被加速到非常高的速度。这个时候，奇迹出现了，在合适的时间合适的距离上，飞船又飞离了行星，一直到最后离开了行星的引力范围。在这个过程里，飞船的速度从最高变得越来越慢，但是最后还是比刚靠近行星的时候要快一些，这样就达到了加速的目的。这个加速过程，就叫做“引力弹弓”效应。
飞船要靠近行星、远离行星的过程里，是完全依靠引力滑翔，还是在中间需要一点动力拐弯？这个就要看情况了，都可以，完全依赖于飞船和行星在各自轨道运行的情况而定。但即使是用到动力，也远小于飞船自身加速所需的动力，所以总归还是个划算的买卖。
其实我们晚上看到的浪漫的流星，也是同样的情况。流星是一些小天体，因为不小心太靠近地球，飞进了地球的大气层，在大气层里高速运动，由于摩擦着火了，在地面上就看到了一道流星。流星最后有三种结局，一种是在大气层里烧没了，一种是没烧干净掉到地面上，变成了陨石，还有一种是没烧完也没掉下来，又继续飞走了。最后一种情况，也就是飞船加速所利用的“引力弹弓”的结果。
火箭升空，宇航员登上空间站领航
在《流浪地球》里，地球靠近木星，跟飞船靠近行星是一样的道理。飞船是带的燃料有限，尽量少用。地球则是太大了，没办法完全靠自己。另外地球的重量远大于飞船，远不在同一个数量级上，所以要靠近的行星也不是随便谁都可以。那么五颗地外行星里谁可以呢？唯有木星。木星的体积是地球的1300多倍，质量在地球的300多倍，非常适合用来引力弹弓加速，别的行星太小，说不定就被地球给吸引过来了，哪还谈得上加速，那分明是打台球。
但是跟流星一样，地球靠近木星，最后的结局除了引力弹弓加速，也有可能落到木星上，所以这个靠近时候的速度、角度、距离都非常重要，需要很精密的计算才行。电影里演的就是因为靠近木星了以后，地面的行星发动机因为木星引力出现了故障，导致预测结果跟实际不符，没办法远离了，只能眼睁睁地看着地球越飞越近，飞到了洛希极限，地球都快被撕开了，这才发生了后面不得已靠点燃木星来推动地球的感人故事。
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