而化石燃料能量转化率很低,这也就意味着当火箭整体荷载到一定程度的时候,会出现即便将整个地球的化石能源都燃烧,也无法将它送出地球的情况。
为了跳出这个死循环,同时也为了让探测器能够飞得更远更快,科学家们想到了一个绝妙的方法,也就是飞船在进入宇宙之后,逐渐靠近某个引力稍大的星球,然后借助这个星球的引力将自己“抛”出去,就像人类扔链球一样。
采用这样的方法能够以极小的消耗,换取相当可观的加速度。更主要的是,如果抛一次不行,还可以继续换颗星球抛第二次、第三次。这种借力的方法被科学家们取了一个非常贴切的名字——引力弹弓。
20世纪70年代,科学家们发现太阳系外侧的四个行星——木星、土星、天王星以及海王星正在向太阳一侧靠拢,这种极为罕见的排列方式通常176年才会发生一次,而这个时候也是利用引力弹弓探索这四个行星绝好的机会。
为了不错过这次机会,NASA随即启动了“航海家计划”(Voyager program),旅行者一号和二号相继升空。
事实上,在最开始的时候科学家并未打算让旅行者一号和二号飞出太阳系,只是单纯的想让它们探测太阳系外侧四个行星,只是后来临发射的时候才想到将它们作为“地球名片”发射到宇宙深处,这才在它们身上放置了一些地球和人类的信息。
由于受到荷载的限制,将它们带入宇宙的泰坦Ⅲ型火箭并未给它们留很多的燃料,好在这两个探测器坚持飞到了木星,并利用木星的引力大大提高了飞行速度,以至于飞掠土星之后它们的速度已经达到了惊人的45公里/秒。
下图能够看到旅行者二号利用了四次引力弹弓,速度一次比一次快。