在上一篇文章〈航向冥王星〉中提到，由於沒有足夠的燃料，「新地平線號」無法進入冥王星的軌道，更無法在進入冥王星軌道後再去探測凱伯帶（庫柏帶）小行星。

燃料效能不足，是人類探測太空的一大障礙。為了解決這個問題，科學家想到了利用行星重力（也就是引力）來協助飛行的辦法，這叫作重力協拋（或譯引力助飛 gravity assist）。

看過「阿波羅十三號」這部電影的人應該記得，登月小艇因為沒有採集到月球岩石的樣本，重量不夠，差一點沒法回到地球。

這個原理和我們在水邊玩擲石子的遊戲一樣，如果我們拋出去的石子，角度太過垂直，或力道不夠，石頭就會沈到水裡；如果拋出石子的角度貼近水面，速度也夠，小石子就會在水面上彈跳過去。

當一個物體接近一個星球的時候，情況也是這樣：角度太大，會墜毀；角度太小，會彈開；角度恰好，則會進入圜繞這個星球的軌道。

究竟怎樣的角度是適當的，又受三個因素影響：這個物體的質量、它飛行的速度和它切過這個星球時的距離。

太空船的質量和速度是被限定的，假設我們能調整太空船切過一個星球邊緣時的距離，就能控制它的去向了。

就是運用這個原理，我們可以利用行星的重力來加快太空船的速度（重力加速度），並且改變它的航向。這就是重力協拋。

第一次使用這種技術的是 1973 年發射的「先鋒十一號」，它利用木星的重力，把太空船拋向土星，以後就成了標準程序。這次「新地平線號」也借用了木星的重力。

但是運用這種技術最淋漓盡致的，卻是 1989 年的「伽利略號」（Galileo）和 1997 年的「卡西尼號」。

下圖一是「伽利略號」的飛行軌跡，發射後先經過金星，然後兩次經過地球。第二次經過地球的時候，距發射已經三年多，然後於 1995 年底到達木星。

下圖二是「卡西尼」的飛行軌跡，發射後先經過兩次金星，再掠過地球，拋向木星，再拋向土星。到達土星時，已經是 2004 年。

這就像鏈球選手，在投出鏈球之前，要抓住鏈球轉上幾圈，等動能足夠了，才把鏈球丟出去。只不過沒有一個人可以抓住太空船，所以就靠行星的重力來輪流抓住太空船，把它轉來轉去，最後拋向目的地。

這種太空鏈球遊戲，不但需要精密的電腦運算，還要等待機緣。像「卡西尼號」的航道，要等二十年才會碰上一次。

最後的問題是，為什麼要玩這種遊戲呢？原因是科學家想多放些儀器到太空船上，好多作一些實驗。「卡西尼號」放了 27 種觀測儀器在上面，重達 5.6 噸，是「旅行家」的三倍重。這麼「沉重」的太空船，不想點辦法都不成。

至於現代太空船上都帶著鈽238同位素，並不是用來推進火箭的，而是用來發電以提供電腦和儀器所需的電力。由於要航向太陽系的邊緣，無法利用太陽能，目前只有用鈽來發電，才能維持長時間的電力。