గురుత్వాకర్షణ సహాయపడుతుంది: ఉచిత స్లింగెస్హాట్

1977లో రెండు వోయెజర్ అంతరిక్ష నౌకలు భూమిని విడిచిపెట్టిన మార్గం, ఇది ప్రతి 175 సంవత్సరాలకు ఒకసారి జరిగే అరుదైన బుధుడు, శుక్రుడు, ఉరానుస్ మరియు నెప్ట్యూన్ యొక్క సమీకరణాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. ప్రతి గ్రహం వారి మార్గం బెండ్ మరియు వాటిని వేగంగా ముందుకు తోసేసింది. ఆ ఉచిత బూస్టర్లు లేకుండా, వోయెజర్ 2 పదిహేను సంవత్సరాలలో నెప్ట్యూన్ చేరుకోలేదు.

భూమి శక్తిని ఇవ్వదు. ఇది మీకు దాని ప్రణాళిక రుణాలు.

చూడండి

ఒక టెన్నిస్ బంతిని ముందుకు కదిలే రైలు మీద పడేలా చూడండి. ఇది త్రోయబడిన దాని కంటే వేగంగా తిరిగి బౌన్స్ చేస్తుంది, ఎందుకంటే రైలు దాని వైపుకు కదులుతోంది. ఒక గురుత్వాకర్షణ సహాయం అదే ఆలోచన, ఘర్షణకు బదులుగా గురుత్వాకర్షణతో:

1. గ్రహం నుండి చూసిన, స్పేస్ క్రాఫ్ట్ లో పడుతుంది, రౌండ్ స్వింగ్స్ మరియు అవుట్ climbs వద్ద అదే వేగం ఇదితో వచ్చింది. మార్పులు మాత్రమే జరుగుతున్నాయి.
2. సూర్యుని నుండి చూసిన, గ్రహం తనను తాను అనేక కిలోమీటర్లు / సె కదులుతోంది. ఫ్లైబైకి ముందు మరియు తరువాత అంతరిక్ష నౌక యొక్క ప్రయాణంతో ఆ చలనం జోడించండి: దిశ మార్చబడటం వలన, మొత్తం వేగం తర్వాత చాలా పెద్దదిగా ఉంటుంది.

గ్రహం వెనుక గడుపుతూ, గ్రహం యొక్క వలయంలో, వేగం పెరుగుతుంది. ముందుకు నడుస్తూ వెళ్ళడం దానిని దూరం చేస్తుంది; మెసేంజర్ మర్కిటరీ చేరుకోవడానికి నెమ్మదిగా వస్తున్నట్లు ఉంది.

అర్థం

ఉదాహరణలో, అంతరిక్ష నౌక v∞ = 7.5 km/s వద్ద బుధుడిని చేరుకుంటుంది మరియు కేంద్రం నుండి5బుధుడు పరిధిని దాటుతుంది. హైపర్‌బోలా దాని దిశను బెండ్ చేస్తుంది

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

μ_Jupiter = 1.267 × 10⁸ km³/s², e = 1.16 మరియు ఈ తిరుగు 119 degrees గురించి. బుధుని కక్ష్య వేగమును జతచేయుట (13.1 కి.మీ/సె):

• ముందు: సూర్యునితో సంబంధం ఉన్న సుమారు 7.6 km/s.
• తరువాత: సూర్యునితో సంబంధం ఉన్న సుమారు 19.9 km/s.

అంతరిక్ష నౌక ఇంజిన్ వేయకుండానే 12 కిలోమీటర్ల/సెకను వేగాన్ని సాధించింది. బుధుడు, 10²⁴ సార్లు బరువు ఎక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, అదే వేగాన్ని కోల్పోయింది మరియు ఎప్పుడూ కొలవలేనింత చిన్న మొత్తంలో నెమ్మదిగా మారింది.

మాస్టర్

సూర్యకేంద్ర వేగంలో అతిపెద్ద సాధ్యమైన మార్పు2v∞ sin(δ/2), ఇది వచ్చే మరియు వెళ్ళే సాపేక్ష వేగాలు గ్రహం యొక్క వేగం గురించి సమతలంగా ఉంచబడినప్పుడు చేరుకుంటుంది. పాస్ ఎంత దగ్గరగా ఉంటే (చిన్న r_p) మరియు గ్రహం అంత పెద్దది అయితే, δ అంత పెద్దది కావచ్చు, గ్రహం యొక్క వాతావరణం లేదా పరిధి ద్వారా నిర్దేశించిన పరిమితి వరకు.

గురుత్వాకర్షణ సహాయం మూడు-అంశ సమస్యలో కక్ష్య శక్తిని బదిలీ చేయడం: గ్రహం యొక్క చట్రం శక్తి సంరక్షింపబడుతుంది; సూర్యుని చట్రం లో అంతరిక్ష నౌక శక్తి Δ = v_planet · Δv_rel ద్వారా మారుతుంది. మిషన్ డిజైనర్లు వాటిని (కాసినీ: వెనిస్, వెనిస్, భూమి, జుపిటర్) చైన్ చేస్తారు మరియు చిన్న పవర్డ్ ఫ్లాయిబైలను జోడిస్తారు, ఇక్కడ ఒక దగ్గరగా ఉన్న ప్రవేశంలో బర్న్ ఒబెర్త్ ప్రభావం నుండి లాభాలను పొందుతుంది.