Гравитаци тусалдаг: чөлөөт сэлэм

1977 онд хоёр Вояжер сансрын хөлөг дэлхийгээс гарснаар Юпитер, Сатурн, Уран болон Нептун нар 175 жилд нэг удаа тохиолддог ховор тохиолдол болсон. Бүх гарагууд замналаа өөрчилж, илүү хурдтай гүйцлээ. Without those free boosts, Voyager 2 could never have reached Neptune in twelve years.

Энэ гараг эрчим хүчээ өгөөгүй. Энэ нь танд хөдөлгөөнийг нь өгдөг.

Хар

Тэннисийн бөмбөгийг явж байгаа галт тэрэгний урд хаясан мэт төсөөл. Тэр нь унасанаасаа илүү хурдан бууж ирдэг, учир нь галт тэрэг рүүгээ явж байсан. Гравитаци туслах нь яг л адилхан санаа, гэхдээ мөргөлдөөний оронд гравитац ашигладаг:

1. Дэлхийгээс харсан, сансрын хөлөг унаж, эргэж, дээшээ гарч ирнэ яг адилхан хурд Энэ нь . Зөвхөн чиглэл л өөрчлөгдөнө.
2. Нарнаас харахад, дэлхий өөрөө олон км/с хурдаар хөдөлж байна. Энэ хөдөлгөөнийг нислэгийн өмнөх болон дараах нислэгт нэмнэ: чиглэл өөрчлөгдсөн учраас нийт хурд нь нислэгийн дараа илүү их байх болно.

гариг-ийн ард, гариг руугаа өнгөрөхөд хурд нэмэгдэнэ. Өмнөөс нь өнгөрөх нь түүнийг авч оддог; тиймээс мессенжер Меркурийг хүрэхийн тулд хурдасгадаг.

ойлгох

Жишээ нь, сансрын хөлөг v∞ = 7.5 км/с хурдаар Ангараг гарагт ойртож, төвөөсөө Ангараг гарагийн5дахин радиус зайг туулж байна. Гиперболын чиглэлийг энэээр нугална

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

With μ_Jupiter = 1.267 × 10⁸ km³/s², e = 1.16 and the turn is about 119 degrees. Adding Jupiter’s orbital velocity (13.1 km/s):

• Өмнө нь: 7.6 км/с нартай харьцуулахад.
• Дараа нь: 19.9 км/ с Нартай харьцуулахад.

12 км/с-ээс дээш хурдтай нисэх онгоц хөдөлгүүрээ асаахгүйгээр нисч чадна. Jupiter, 10²⁴ times heavier, lost the same momentum and slowed by an amount far too small ever to measure.

Багш

Дэлхийн төвийн хурдны хамгийн том өөрчлөлт нь 2v∞ sin(δ/2) бөгөөд энэ нь оргил болон доод харьцангуй хурдууд нь одны хурдны талаар симметриар байрлуулсан үед бий болдог. Хэрвээ r_p бага бол δ нь том байх ба энэ нь дэлхийн радиус болон агаар мандалаас хамаарна.

Гравитаци нь гурван биетийн асуудалд орбитын энергийг шилжүүлдэг: гаригийн хүрээнд энерги хадгалагдана; нарны хүрээнд сансрын хөлгийн эрчим хүч Δ = v_planet · Δv_rel-ээр өөрчлөгдөнө. Ажиллагаа зохион бүтээгчид тэдгээрийг (Cassini: Venus, Venus, Earth, Jupiter) холбож, ойролцоо ойртоход Обертын нөлөөгөөр ашиг олох жижиг powered flybys нэмдэг.