スイングバイの物理学

宇宙探査機が太陽系外縁部へ向かう際、途中の惑星の重力を利用して加速する「スイングバイ」がよく用いられます。この技術は、探査機が惑星に近づき、その重力圏を通過する際に、どのようにして速度を得るのでしょうか？ 探査機と惑星の運動に着目して、その物理的原理として最も適切なものを選びなさい。

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探査機が惑星の重力に引かれて速度が増し、離れる際にもその加速を維持する。探査機と惑星の間で弾性衝突が起こり、運動エネルギーが探査機に移行する。探査機が惑星から運動量を受け取り、その結果として惑星の公転運動エネルギーの一部を自身の運動エネルギーに変換する。惑星の磁場が探査機に作用し、ローレンツ力によって加速される。