Что такое гравитационная рогатка?

Доказано, что гравитационная рогатка является одним из лучших способов ускорения спутника. Но как это на самом деле помогает ускорить спутник? Будут ли в ходе этого процесса спутники использовать химические двигатели для выхода из-под гравитационного притяжения планеты, в окрестностях которой выполняется гравитационная рогатка?

Вы читали хотя бы соответствующую статью в Википедии: en.wikipedia.org/wiki/Gravity_assist ? Что неясно в отношении механических рогаток?

Ответы (1)

Гипербола космического корабля, проходящего мимо планеты, обменивает крошечную часть вектора планеты (от ее орбитальной скорости) на большое ускорение вектора космического корабля; это потому, что количество обмениваемой энергии одинаково с обеих сторон, но масса планеты в миллионы или более раз больше.

Самый простой случай — сближение по линии движения планет. Если вы приближаетесь спереди, то при прохождении вы вращаетесь вокруг (желательно в направлении вращения) планеты и выходите на курс 180° от того места, где вы начали, с увеличением скорости планеты в 2 раза. (Планета ДЕЙСТВИТЕЛЬНО замедляется, но так мало, что это невозможно заметить.)

Замедление также может быть выполнено; приближайтесь сзади и выходите на 180 ° назад, а для максимального замедления делайте это в направлении, противоположном вращению. Это замедляет вас в два раза больше вектора планеты, ускоряя планету очень незначительно.

Направление прохода, которое должно быть в направлении вращения для ускорения, не совсем верно; но это крошечное соображение. Если вы движетесь в направлении вращения, вы передаете планете меньше энергии в виде вращения, так как вы проходите мимо меньшей ее массы; и наоборот, если вы движетесь против вращения, вы максимизируете взаимодействие с массой планеты. Обратите внимание, что влияние массы планеты более глубокое, чем у космического корабля, но все это взаимосвязано, и влияние массы, проходящей мимо, достаточно значительно, чтобы НАСА рассчитывало его.

Далее: корабль может максимизировать прибыль, толкая выходную ногу от перицентра, особенно если толкая так, чтобы увеличить радиус (и уменьшить сопротивление планетарной гравитации.

Примечание по тяговым маневрам: как обычно, из-за эффекта Оберта наиболее выгодно применять тягу, начинающуюся немного раньше и заканчивающуюся через некоторое время после перицентра.
Забавный вопрос: сколько времени потребуется мощной гравитационной рогатке вокруг Юпитера, прежде чем Юпитер врежется в Землю? (-;
@gerrit достаточно того, что, если бы мы запускали самый тяжелый космический зонд, который мы в настоящее время можем запускать, ежедневно, мы, вероятно, увидели бы конец человеческой цивилизации задолго до того, как заметили изменение орбиты. Наш самый большой зонд весил около 1 тонны. Юпитер весит около 1E24 тонны. Ожидается, что Солнце проживет еще (очень приблизительно) 1E10 лет... просто чтобы представить цифры в перспективе. Но если Юпитер окажется достаточно близко к материи, Земля врежется в нее, а не наоборот... так как он сорвет Землю с орбиты.