引力彈弓是大質量天體對小質量飛行器的一種加速效應。
這種加速效應基於動量守恆。當一個飛行器經過一個大質量天體，比如行星，運動方向會被天體的引力偏轉，如果飛行器速度足夠不被天體捕獲，那麼就會在被天體偏轉一定角度後飛離該天體。而飛行器在靠近天體和遠離天體時會受到天體重力加速度的加減速，加速和減速是對稱的，所以飛行器離開時與靠近時與天體的相對速度是一樣的。但是由於天體本身存在速度，比如繞恆星公轉的速度和自轉的速度，而飛行器最終與天體相對速度不變，因此當與天體運動方向不同方向靠近然後以天體運動方向離開時，就會得到天體的公轉速度。
比如用效率最高的情況，飛行器以天體公轉反方向進入天體引力場，偏轉方向後從天體公轉方向離開，那麼它將增加天體公轉速度兩倍的速度，見下圖：
由於靠近前和離開後，飛行器與天體的相對速度不變，但是方向相反了，因此速度將變成原有速度V+天體公轉速度U×2。
（引力彈弓的速度變化）
由於動量守恆，飛行器增加的動量將降低天體公轉的動量。當然在兩者質量相差巨大的情況下，這種變化可以忽略不計。
除了可以通過竊取天體公轉動量做引力彈弓，其實也可以通過竊取天體的自轉角動量做引力彈弓，只不過一般天體的自轉並不太快，質量也不大，產生的空間拖拽效應並不明顯。但當有中子星黑洞這樣轉得快的大質量天體就不一樣了。比如電影《星際穿越》裡，男主角庫珀就利用了黑洞的自轉做引力彈弓加速飛船。這是利用了廣義相對論的一個現象：參考系拖拽。當大質量天體轉動時，會對周圍的空間產生拖拽，帶動周圍的空間跟著旋轉，這就使空間產生一個指向轉動方向的速度，利用這個就可以為飛行器加速了。
（自轉黑洞產生的空間拖拽——參考系拖拽）
不過電影裡，當時飛船已經在黑洞的引力場裡了，所以它並不能直接通過空間拖拽加速後脫離黑洞引力場，而是必須往黑洞自轉的反方向拋射質量。結果就是電影看到的，把失去能量的推進器全拋掉，然後飛船才獲得足夠的反向動量飛往目標星球。
（《星際穿越》裡的引力彈弓）
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