Cirbadda ka caawiya: slingshot bilaash ah

Sanadkii 1977, labadii diyaaradood ee Voyager ayaa dhulka ka tegay jidka loo maro oo isticmaalay isku-dhafka aan caadiga ahayn ee Jupiter, Saturn, Uranus iyo Neptune, taas oo dhacda hal mar 175 sano ama sidaas. Dhammaan xiddigaha ay ku beddeshay jidkooda oo ku shubay iyaga ka hor socday si degdeg ah. Haddii aan la helin daawashada bilaashka ah, Voyager 2 ma uusan gaari karin Neptune laba iyo toban sano.

Dhulka ma siiyo tamarta. Waxay kuu deynaysaa dhaqdhaqaaqeeda.

Fiiri

Ku fikir kubad tennis ah oo lagu tuuray hortiisa tareen socda. Waxay dib u soo noqnoqotaa ka badan sida ay la tuuray, sababtoo ah tareenka ayaa u socday. A kaalmo xoogga waa fikradda la mid ah, leh xoogga ka hor inta aan isku dhac:

1. Waxa laga arkay dhulka, diyaaradda hawada ku dhacaan, wareegga wareegsan iyo u kacdo off at sida saxda ah oo isku mid ah ay la yimaadeen. Uun jihada ayaa isbedelaya.
2. Marka laga eego qorraxda, dhulka ayaa u socda km/s badan. Ku dar dhaqdhaqaaqaas diyaaradda ka hor iyo ka dib: sababtoo ah jihada ayaa isbedelay, xawaaraha guud wuxuu noqon karaa mid aad u weyn kadib.

Marka gaaban laga tago dhulka, waxaa la kordhiyaa xawaaraha. Ka gudbinta hortiisa waxay ka qaadataa; sidaas ayaa Rasuulku u yaraa inuu gaaro Mercury.

Fahan

Tusaale ahaan, diyaaradda hawada ayaa Jupiter u dhow v∞ = 7.5 km/s waxayna ka gudbi doontaa 5 Jupiter radii xarunta. The hyperbola u leexdo jidkiisa by

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

Iyadoo μ_Jupiter = 1.267 × 10⁸ km³/s², e = 1.16 iyo wareegga waa ku saabsan 119 digrii. Ku darida Jupiter’s orbital velocity (13.1 km/s):

• Ka hor: ku saabsan 7.6 km/s oo la xiriira qorraxda.
• Ka dib: ku saabsan 19.9 km/s oo la xiriira qorraxda.

Markabku wuxuu ka helay 12 km / s iyada oo aan la furin mashiinka. Jupiter, 10²⁴ jeer ka culus, ku riday dhaqdhaqaaqa la mid ah iyo hoos u dhacay by tiro aad u yar oo marnaba lagu xisaabtamo.

Hoose

Isbedelka ugu weyn ee suurtagalka ah ee xawaaraha heliocentric waa 2 v∞ sin (δ / 2), oo la gaadhay marka ay soo galaan iyo ka baxa xawaaraha ku xiran ayaa si isku mid ah loogu dhigayaa xawaaraha dhulka. Sida ay u dhowdahay (r_p yar) iyo sida ay u badan tahay dhulka, sida weyn ayaa δ noqon kara, ilaa xadka la dhigayo hawada ama radius-ka.

Xawaaraha dhulku wuxuu ka caawiyaa wareejinta tamarta wareega ee dhibaatada saddex-jilibka ah: inta lagu jiro qaabka dhulka tamarta ayaa la ilaalinaya; inta lagu jiro qaabka qorraxda tamarta hawada waxaa ku beddelaya Δ = v_planet · Δv_rel. Miisaaniyadaha miisaaniyadda waxay ku xiran yihiin (Cassini: Venus, Venus, Earth, Jupiter) oo ay ku daraan flybys yaryar oo awood leh halkaas oo dabku ka soo baxo qaabka ugu dhow ee faa’iidada ka soo baxda saameynta Oberth.