Gravity assists: the free slingshot

1977-ci ildə iki Voyager kosmik gəmisi, hər 175 ildə bir dəfə baş verən Yupiter, Saturn, Uran və Neptunun nadir düzəlişindən istifadə edən bir marşrutla Dünyanı tərk etdilər. Hər bir planet öz orbitini dəyişir və daha sürətlə hərəkət edir. Bu pulsuz sürətləndirmələr olmadan Voyager 2 on iki il ərzində Neptuna çata bilməzdi.

Planet enerjini buraxmır. Bu, onun hərəkətini sizə verir.

Bax

Bir tennis topu hərəkət edən qatarın önünə atılmış kimi təsəvvür edin. Bu zaman o, daha çox hərəkətə keçdi və bu hərəkəti davam etdirdi. Gravity yardımçı eyni fikirdir, toqquşma yerinə gravitasiya ilə:

1. Planetdən baxdıqda, kosmik gəmi daxil olur, ətrafında fırlanır və çıxanda təxminən eyni sürətlə gəlir. Yalnız istiqamət dəyişir.
2. Günəşdən baxanda, planetin özü bir çox km/s sürətlə hərəkət edir. Bu hərəkəti kosmos gəmisinin flyby’dən əvvəl və sonrakı hərəkətinə əlavə edin: istiqamət dəyişdiyi üçün, ümumi sürət çox daha böyük ola bilər.

planetin arxasından keçmək, planetin ardınca getmək sürəti artırır. Keçir öndə Bu zaman Peyğəmbər (s) ona buyurdu: “Bu, sənin üçün bir hədiyyədir.

Anla

Məsələn, kosmik gəmi Yupiterə v∞ = 7.5 km/s sürətlə yaxınlaşır və mərkəzdən 5 Yupiter radiusu keçir. Hiperbolanın istiqaməti bu ilə əyriləşir

δ = 2 arcsin(1/e),   e = 1 + r_p v∞² / μ

μ_Jupiter = 1.267 × 10⁸ km³/s², e = 1.16 və dönmə təxminən 119 dərəcə. Yupiterin orbit sürəti (13.1 km/s) əlavə edilir:

• Əvvəl: 7.6 km/s Günəşin .
• Sonra: Günəşə nisbətən təxminən 19.9 km/s.

Kosmik gəmi motoru yandırmadan 12 km/s sürətlə hərəkət edirdi. Yupiter, 10²⁴ dəfə daha ağır olduğundan, eyni sürəti itirdi və ölçülməsi mümkün olmayan qədər az bir miqdarda yavaşladı.

Başlanğıc

Heliosentrik sürətin ən böyük dəyişməsi 2 v∞ sin(δ/2)dir, daxili və xarici nisbi sürətlər planetin sürəti haqqında simmetrik olaraq yerləşdikdə əldə edilir. Bu zaman planetin orbiti ətrafındakı atmosfer və ya radiusun müəyyən etdiyi limitə qədər δ nə qədər yaxın olarsa (kiçik r_p) və planet nə qədər kütləvi olarsa, o qədər böyük ola bilər.

Gravity assists are a transfer of orbital energy in the three-body problem: in the planet’s frame energy is conserved; in the Sun’s frame the spacecraft’s energy changes by Δε = v_planet · Δv_rel. Missiya dizaynerləri onları (Cassini: Venera, Venera, Yer, Yupiter) bir-birinə bağlayır və kiçik powered flybys əlavə edir ki, bu da Oberth effektindən ən yaxın yaxınlaşmada qazanc əldə edir.