Nkwado n'ihe na-emegharị: ọbụla slingshot

N’afọ 1977, ụgbọelu Voyager abụọ wepụrụ ụwa n’ụzọ na-ejide n’aka na Jupiter, Saturn, Uranus na Neptune dị iche iche, nke na-eme otu ugboro n’ime afọ 175 ma ọ bụ otú ahụ. Planetọdịiche iche kpụgaara ụzọ ha ma dọta ha n’ihu ngwa ngwa. Ọ bụrụ na ọ nweghị ihe ndị a, Voyager 2 agaghị enwe ike ịbịarute Neptune n’ime afọ iri abụọ.

Ụlọọrụ ahụ anaghị ewepụta ike. Ọ na-enye gị n’aka ịgagharị ya.

Nlegharị anya

Cheedị bọl tennis a na-akpụgharị n’ihu ụgbọala na-aga. Ọ na-agbagharị n’ihu n’ụzọ dị ngwa karịa ka ọ bịara, n’ihi na ụgbọala ahụ na-aga n’ihu ya. Nnyemaka n’ihe na-emetụta uche bụ echiche nke otu, na ihe na-emetụta uche kama ịda:

1. Émēelà site na planet, spaceship ahụ na-anwụ n’ime, na-agbagharị gburugburu ma na-ebili n’ebe ahụ Oge ọfụụ ọ bịaara na. Ọ bụ ụzọ n’ụzọ ka ọ gbanwere.
2. N’anya site n’Ihu, mbara igwe ahụ onwe ya na-akpụgharị na km/s ọtụtụ. Tinye mmegharị ahụ na spaceship’s tupù na mgbé flyby: n’ihi na ụzọ ahụ agbanweela, ọsọ zuru ezu nwere ike igbu oge mgbe ahụ.

Ọbụna n’azụ planet, n’ime mbara igwe ahụ, na-eweta ọsọ. Ọ bụrụ na ịga n’ihu, ọ ga-ewepụ ya; nke ahụ bụ otú Messenger si arụ ọrụ ka ọ gaa n’ihu.

Mara

N’ụdị a, ụgbọelu ahụ na-abịakwute Jupiter na v∞ = 7.5 km/s ma gaa site na 5 Jupiter radii site n’etiti. Haịperbolụ ahụ na-ebegharị ụzọ ya site n’

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

Na μ_Jupiter = 1.267 × 10⁸ km³/s², e = 1.16 na ntụgharị bụ banyere 119 degrees. Na-agbakwunye Jupiter’s orbital velocity (13.1 km/s):

• N’oge gara aga: banyere 7.6 km/s dị n’ụdị na Sun.
• Mgbe: banyere 19.9 km/s dị n’ụdị na Sun.

Ụgbọ elu ahụ gbasaa ruo 12 km/s na-enweghị ike ịmalitegharị engine. Jupiter, 10²⁴ ugboro dị njọ, hapụwo momentum ahụ na-agagharị ma na-akwụsị site na ọnụọgụ nke obere karịa ka ọ ga-adịkarị.

Onyenwe

Ihe gbanwere nke kachasị ike nke heliocentric velocity bụ 2 v∞ sin(δ/2), a na-eweta mgbe incoming na outgoing relativistic velocities na-ahazi ya n’ụzọ dị iche iche banyere planet’s velocity. Ozugbo ọ ga-adị nso n’okporo ụzọ (r_p dị obere) nakwa mgbe ọ ga-abụ nnukwu ụwa, ọ ga-adị ukwuu ka δ bụrụ, ruo ala n’ogologo nke a haziri site n’ụdị ikuku ma ọ bụ radius nke mbara igwe.

N’ihe gbasara ike, ọ bụ ihe dị mkpa na-emetụta ọnọdụ nke ụwa n’oge a; ya mere, ọ bụrụ na anyị eburu n’uche na ike dị na mbara igwe bụ ike nke ụwa, mgbe ahụ, ike nke ụwa bụ ike nke ụwa. Ndị na-eme atụmatụ ọrụ ahụ na-ejikọta ha (Cassini: Venus, Venus, Earth, Jupiter) ma tinyekwa obere powered flybys ebe ọbụla a ga-agbanye n’ụdị ụzọ dị nso site n’ihe kpatara Oberth.