引力彈弓早在上世紀70年代就已經(jīng)被我們成熟運用，目前距離飛行距離最遠的是1977年發(fā)射的旅行者一號。這顆探測器并不具備遠航的持續(xù)動力系統(tǒng)，但仍舊已經(jīng)飛行了237億公里，是目前為止唯一一顆已經(jīng)掠過柯伊伯帶的人造飛行器。探測器從地球發(fā)射升空，其速度只有第一宇宙速度，也就是每秒7.9公里。后續(xù)經(jīng)過加速脫離地球引力時，速度達到了第二宇宙速度每秒11.2公里以上，現(xiàn)在的旅行者一號速度已經(jīng)超過了第三宇宙每秒16.7公里，目前旅行者一號正以每秒17.043公里的速度飛向太陽系外。

我們知道旅行者一號并沒有持續(xù)加速功能，它是如何獲得第三宇宙速度的呢？這其實就是引力彈弓技術(shù)的運用。引力彈弓技術(shù)在名字上很容易讓人誤解，引力對探測器起到的是輔助作用并不是主要作用。很多人認為探測器是被行星引力捕獲時，引力將探測器拉扯達到的加速目的，其實并不是，引力勢能無法對探測器進行實際的加速操作。真正對探測器加速的是行星的公轉(zhuǎn)動能。

為什么給探測器加速的不是引力勢能而是行星動能呢？這一點很多人可能沒有想明白，如果你玩過單擺就能大致了解這個問題。單擺其實就是最簡單的引力勢能運動，當你將單擺按自由落體下落時，單擺會來回擺動，但是擺動的高度不會超過你最初拿起小球時的高度。當你拿起小球時，小球獲得了地球引力對小球施加的勢能，也相當于你在對小球做功，抵抗地球引力給小球充能。當你放下小球后，小球擺動到最低點時勢能轉(zhuǎn)化為動能，獲得最高速度。當小球再次擺動到最高點時，動能轉(zhuǎn)化為勢能速度降低到零。

這就相當于一顆探測器靠近行星時，當它被行星引力捕獲就獲得了行星的引力勢能，當探測器飛行到行星附近時獲得最高速度，可當探測器飛出行星時又會將引力勢能賦予的速度還給行星。也就是說，單靠引力是無法為探測器加速的，就算短時間獲得速度，在離開行星時也會將速度還給行星，所以單靠引力勢能無法實際給探測器加速。但是探測器經(jīng)過行星軌道時又確實獲得了加速效果，這又是為什么呢？

這就要說到行星可以被其他天體分走的動能了，每一顆行星或者恒星都攜帶一定的動能，這種能動是維持行星公轉(zhuǎn)的能量，比如地球圍繞著太陽公轉(zhuǎn)，原因就是由地球本身攜帶的初始動能，如果沒有被撞擊或者阻力阻擋，地球的動能被消耗。其他行星也一樣，它們同樣攜帶著公轉(zhuǎn)的動能，探測器靠近行星獲得加速的能量就來自這些行星的公轉(zhuǎn)動能。

當探測器以特殊角度靠近行星時，首先被行星引力捕獲，對其加速并將探測器拉向自己，由于行星也在進行公轉(zhuǎn)，同時會將公轉(zhuǎn)的動能賦予探測器。當探測器飛出行星的引力范圍時只歸還了引力勢能賦予的速度，卻留下了公轉(zhuǎn)動能的加速效果，這就是引力彈弓效應。相當于利用行星的引力對探測器施加公轉(zhuǎn)的動能，再將探測器彈射出去。旅行者一號就是利用了木星，土星等行星加速到了第三宇宙速度，使得旅行者一號實現(xiàn)了不需要發(fā)動機而進行星際旅行的效果。

引力彈弓不僅可以加速，也可以利用引力彈弓變軌和減速，方法和獲得加速的過程相反。加速是盜取了行星的公轉(zhuǎn)動能，那么減速就是將動能還給行星，道理是一樣的。那如果人類發(fā)送幾百萬枚探測器，如果都去盜取木星的動能獲得加速，會讓木星停止公轉(zhuǎn)嗎？理論上如果將木星的動能全部抽走的話是有可能的，實際上不太行得通。因為木星質(zhì)量太大了，其公轉(zhuǎn)動能也是極其龐大的。流浪地球計劃的原理不就是讓地球去盜取木星的動能達到加速的目的嗎？讓太陽系內(nèi)側(cè)的幾顆星球都跑去木星那盜取能量對木星也沒有什么影響。

不過《流浪地球》中，地球先圍繞太陽轉(zhuǎn)十幾圈再飛出太陽系的操作嚴格來說并不是引力彈弓技術(shù)，因為我們要飛出的是太陽系，需要脫離太陽引力，對于地球來說本身就攜帶太陽圍繞銀河系中心公轉(zhuǎn)的動能，所以地球想從太陽上偷取公轉(zhuǎn)能量行不通。地球圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的加速原理并不算引力彈弓技術(shù)，只能算是利用公轉(zhuǎn)的圈數(shù)增加航程，使用行星發(fā)動機提供的那點加速度，一點一點獲得更高的初速度，將地球軌道逐漸變大，讓地球每次公轉(zhuǎn)的半徑增加，逐漸靠近木星，再利用木星的引力彈弓效應獲得更高速度。