ගුරුත්වාකර්ෂණය සහාය: නිදහස් slingshot

1977 දී වොයේජර් අභ්‍යාවකාශ යානා දෙක පෘථිවිය අතහැර ගියේ බ්‍රහස්පති, සෙනසුරු, යුරේනස් සහ නෙප්චූන් යන ග්‍රහලෝකවල දුර්ලභ එකතුවක් වන අතර එය වසර 175කට වරක් හෝ ඊට වැඩි කාලයකට සිදු වේ. සෑම ග්‍රහලෝකයක්ම ඔවුන්ගේ මාර්ගය හරවාගෙන ඔවුන්ව ඉක්මනින් ඉදිරියට ඇද දැම්මා. ඒ නිදහස් උත්ප්‍රේරක නොමැතිව වොයේජර්2ට නෙප්චූන් වෙත ළඟා වෙන්න වසර දොළහක් ගතවුණා.

ග්‍රහලෝකය ශක්තිය ලබා දෙන්නේ නැහැ. ඒක ඔයාට චලනය ණයට දෙනවා.

බලන්න

ටෙනිස් බෝලයක් යන දුම්රියකට ඉස්සරහින් විසි කරන හැටි සිතා බලන්න. එයට වඩා වේගයෙන් එය ආපසු පැනලා යනවා, මොකද දුම්රිය ඒ දෙසට ගමන් කරමින් හිටියේ. ගුරුත්වාකර්ෂණ සහාය එකම අදහස, ගැටුමක් වෙනුවට ගුරුත්වාකර්ෂණය සමග:

1. ග්‍රහලෝකයෙන් දිස්වන ආකාරය, අභ්‍යවකාශ යානය වැටෙන, වටය swings හා කන්ද නැගීමට හරියටම එකම වේගය ඒක ආවේ එක්ක. දිශාව විතරයි වෙනස් වෙන්නේ.
2. හිරුගෙන් දිස්වන ආකාරය, ග්‍රහලෝකය ම කිලෝමීටර / තත්පර ගණනක් ගමන්. ඒ චලනය අභ්‍යාවකාශ යානයේ ගමන් මගට එකතු කරන්න: දිශාව වෙනස් වීම නිසා, සම්පූර්ණ වේගය පසුව බොහෝ වැඩි විය හැක.

මඟහැරීම පසුපස ග්‍රහලෝකය, ග්‍රහලෝකයේ පසුපස හඹා යමින් වේගය වැඩි කරනවා. ඉස්සරහින් ගමන් කිරීමෙන් එය ඉවත් වේ; එවිට මෙසෙන්ජර් යානය බුධ ග්‍රහයා වෙත ලඟාවීමට මන්දගාමී වේ.

තේරුම් ගන්න

උදාහරණයක් ලෙස, අභ්‍යාවකාශ යානය v∞ = 7.5 km/s වේගයෙන් බ්‍රහස්පති වෙත ලඟා වන අතර මධ්‍යයේ සිට බ්‍රහස්පතිගේ අරය5ක් පසු කරයි. මෙම hyperbola විසින් එහි දිශාව නැඹුරු

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

μ_Jupiter සමග = 1.267 × 10⁸ km³/s², e = 1.16 සහ හැරවුම් ගැන අංශක 119. බ්‍රහස්පතිගේ කක්ෂීය ප්රවේගය එකතු කිරීම (13.1 km/s):

• පෙර: ගැන තත්පරයට කිලෝමීටර් 7.6 සූර්යයාට සාපේක්ෂව.
• පසු: 19.9 km/s සූර්යයාට සාපේක්ෂව.

අභ්‍යවකාශ යානයට එන්ජිමක් නොමැතිව තත්පරයට කිලෝමීටර් 12 ක වේගයක් ලබා ගැනීමට හැකි විය. බ්‍රහස්පති, 10²⁴ ගුණයක් බරින් වැඩි නිසා, එම වේගය අහිමි වී ඇති අතර, මිනුම් කිරීමට තරම් ඉතා කුඩා ප්‍රමාණයකින් මන්දගාමී වී ඇත.

මාස්ටර්

සූර්යකේන්ද්‍රික ප්‍රවේගයෙහි විශාලතම වෙනස්වීම2v∞ sin(δ/2) වන අතර, එයට ළඟා වන්නේ ඇතුල්වන සහ පිටවන සාපේක්ෂ ප්‍රවේගයන් ග්‍රහලෝකයේ ප්‍රවේගය පිළිබඳ සමමිතිකව පිහිටුවන විටය. ග්‍රහලෝකයේ ස්කන්ධය වැඩි වන තරමට, එහි වායුගෝලයට වඩාත් සමීපව ඇති විටදී, එයට වඩාත් විශාල ස්කන්ධයක් සහිත ග්‍රහලෝකයක් (එනම් ග්‍රහලොවක්) ඇති විටදී, එහි ස්කන්ධය අඩු වේ.

ගුරුත්වාකර්ෂණ සහාය යනු ත්‍රිත්ව-ශරීර ගැටලුවෙහි කක්ෂීය ශක්තිය හුවමාරු කිරීමකි: ග්‍රහලෝකයේ රාමුවේ ශක්තිය සංරක්ෂණය වී ඇත; සූර්යයාගේ රාමුවේ අභ්‍යාවකාශ යානයේ ශක්තිය වෙනස් වන්නේ Δ = v_planet · Δv_rel ලෙසිනි. මෙහෙයුම නිර්මාණකරුවන් ඔවුන් දම්වැල් (Cassini: සිකුරු, සිකුරු, පෘථිවිය, බ්‍රහස්පති) හා කුඩා එකතු බලය flybys Oberth බලපෑමෙන් සමීපම ප්රවේශය ලාභ ගිනි තැන.