飞近时加速,离开时又减速
航天器落向行星时受到引力加速,在最接近处速度较大,随后爬离引力场又逐渐减速。在无推进、忽略其他扰动的理想飞越中,相对于行星的入射和出射无穷远速率相同,方向却发生偏折。
这里比较的是远离行星后的速率,不是声称整个飞越过程中速度保持不变。航天器的加速度也并未消失;自由落体中的失重感觉,与轨道在引力作用下弯曲可以同时发生。
换参考系后为何能获得能量
行星本身也在绕太阳运动。把行星的日心速度分别加到航天器入射和出射的行星相对速度上,得到的两个日心速度矢量大小可能不同;飞越的转向改变了这次矢量相加的结果。
若航天器获得日心轨道能量,行星相应失去极微小的轨道能量。航天器质量远小于行星,因此自身变化可以显著,而行星受到的反作用极小。飞越并没有违反能量或动量守恒。
既能助推,也能帮助减速
飞越几何可以用来提高或降低轨道能量,而非凡是靠近行星都会自动加速到更远处。NASA以旅行者号的巨行星巡游说明向外的助推,也以伽利略号飞过木卫一时降低木星相对能量说明减速用途。
实际任务必须安排合适的会合时间、经过方向和距离,并控制轨迹误差。引力助推可以减少某些推进需求,却不能替代所有发射、修正与入轨操作;选定飞越天体还会改变到达目标的路线和时间。