如果我們想讓木星停下來……

提問：「新地平線」號在去往冥王星的路途中，曾在木星重力的幫助下增加自己的速度。與此同時，木星的運行略微放緩。請問，需要多少次這種飛越，才能使木星完全停下來？

我們承擔不起。

宇宙飛船執行近距離飛越大質量且快速運動的行星的任務時，行星能夠在不用燃料的情況下使飛船加速。（或許這聽起來很奇怪，能通過飛向一個行星並飛離它這種事來增加自身速度，因為直觀告訴我們，飛向行星時增加的速度會在飛離它的時候失去。但其實這並不完全取決於重力，重力的幫助就像繩子和彈簧，如果能保證它足夠大，這一切都是可能的。當你飛向一顆行星，繞它飛行，並從來的方向飛離它，就好像你被這顆行星彈了回去。如果這個行星是運動的，你還會獲得額外的反衝，就像把一個網球扔向一輛疾馳的卡車的擋風玻璃。）由於動量守恆，這同樣會使行星運行有所減慢，不過沒有人真正擔心過這一點。

需要擔心的事：1.戰爭 2.貧窮3.飢餓 4.氣候變化 5.社會不公…… 413025.羅傑先生在生我的氣413206.由於事故，木星軌道發生了變化 413027.走路的時候，頭頂有個跳傘的人 413028.在岸邊衣服被氣壓管之類的東西卷進去了……

當宇宙飛船飛越行星時，行星運動並沒有慢多少，因為行星比宇宙飛船重得多。「新地平線」號飛越木星時，它的速度增加了約4000米/秒，而與此同時，木星速度減慢了大約10-21米/秒。（數學上的問題有點複雜，因為它們既改變速度又改變方向。）

10-21米/秒聽起來似乎很小，但它略微改變了木星的軌道，使木星的公轉周期縮短並使它稍微更靠近太陽了。由於這次飛越，到了太陽變為超新星時，木星將會與原來的日曆有幾十納秒的不同步。

左：我又想起來一件可怕的事！人類存活的時間只剩下50億年了！右：好的，把它也加到清單中去吧。

「幾十納秒的不同步」並不能令人滿意，我們顯然需要更多次的飛越。那麼，到底飛越多少次才能實現題目中所說的讓木星停下來呢？

2001年至2016年，美國政府在「新地平線」號任務上，大概花費了超過7億美元。在此期間，政府在其他各項事務中的花費大概是478798.4億美元。如果我們將所有花費在其他事務上的錢都拿來，投入「新地平線」號任務中，我們能再發射6.8萬個與「新地平線」號完全相同的探測器。

但這會帶來一些問題。舉個例子，「新地平線」號攜帶大量的鈈作為動力。這裡的「大量」，大約是10千克。這些鈈來自鈾反應堆。6.8萬個「新地平線」號所需的鈈，需要耗去全球鈾儲量相當大的比例。

但還有更糟糕的。美國航空航天局發射攜帶鈈的宇宙飛船時，總是會估計發射事故的概率。這裡的發射事故是指放射性物質被釋放到大氣中。通常，這個概率大概是1/300。那麼，6.8萬次發射大概會發生超過200起的核事故，這可不太妙。

綠色：良好 黃色：基本可以 橘色：臨界高度 下面的：核事故的數目

但是，如果能讓木星慢下來，這一切都值得！然而，6.8萬個「新地平線」號遠遠不夠。我們仍舊僅僅奪走了木星速度的很小一部分。到太陽系的整個生命周期結束時，木星日曆上的錯誤，頂多多出2毫秒。

假如把單個探測器的造價降低一點，我們就可以發射更多的探測器，但是遲早原材料會耗盡的（發射如此多的火箭，燃料肯定會被逐漸耗盡）。不過，假設能建造出一個太空電梯，就可以降低發射成本。用來生產鈈的鈾更是很快就會告罄，但是我們也可以用鉛來代替，畢竟發射這個飛船的目的也不是要從事什麼科研。

然而，最終鉛也會耗盡。即使還可以再用別的什麼來代替鉛，比如石頭、廢品之類的，但所有這些也都會有耗盡的一天。到了某個時刻，為了堅持我們這個不顧一切的嘗試，發射的東西會被簡化成一個印有美國航空航天局標誌的裝滿了石頭和土的麻布袋子。

然而，無論你相信與否，最終連石頭都會耗盡。

地球上只有這麼多東西。即使把地殼剝了一層又一層，向下挖個幾十千米，把這些東西都扔向木星，也僅僅是將木星的速度降低了不到1600米/時。

其實，這意味著我們的方案根本不起作用。地球質量比木星少很多，所以即使將整個地球都扔向木星，也僅僅減低了木星速度的很少一部分，大概也就是幾十千米每小時。這種情況有些類似於此前我們舉過的網球的例子：如果你想用一個網球讓一輛卡車停下來，網球需要比卡車更多的動量，這意味著這個網球需要極重或者極快，或是又重又快。

其實從本質上來說，我們今天討論的就是這個問題。藉助重力攔截木星，就如同向卡車扔網球來攔截卡車一樣。那麼，你需要一個非常非常大的網球。