Можем ли мы разогнать космический корабль до подходящей скорости межзвездного путешествия, используя осциллирующую гравитацию на планетах на противоположных сторонах Солнечной системы?

Я недавно рассчитал, используя Е знак равно 0,5 м в 2 что один килограмм массы, движущийся со скоростью в одну десятую скорости света, будет иметь кинетическую энергию 449,4 триллиона джоулей. При такой скорости релятивистские эффекты незначительны. Это количество энергии эквивалентно землетрясению в 7 баллов по шкале Рихтера или большой водородной бомбе .

Это огромное количество энергии с точки зрения разработки двигательной установки для разгона этого 1-килограммового космического корабля до этой скорости из состояния покоя, даже если он стартует из космоса за пределами земного притяжения. Об обычных химических ракетах не может быть и речи, и потребуются гораздо более медленные ускорения с использованием альтернативных двигательных установок, и даже в этом случае будет очень сложно получить в конечном итоге указанную скорость.

Мы знаем, что "Вояджеры-1" и "Вояджеры-2" использовали гравитационный облет планет Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, чтобы в конечном итоге увеличить свои скорости до 17 000 м/сек для "Вояджера-1" и 15 000 м/сек для "Вояджера-2". и выйти в глубокий космос, она все еще очень медленна для достижения Проксимы Центавра, ближайшей звездной группы после нашего Солнца, в любое практическое время. Даже при одной десятой скорости света, 29 979 246 м/сек, на это ушло бы 40 лет. 40 лет — это еще долгий срок, но это практичная и достижимая долгосрочная цель.

Мне было интересно, можно ли использовать большое количество гравитационных цепей в нашей Солнечной системе, чтобы в конечном итоге разогнать космический корабль весом 1 кг до указанной скорости. В этой статье хорошо объясняется, как гравитация помогает, и как их можно использовать для ускорения или замедления космического корабля относительно солнечной системы отсчета.

Я имею в виду колеблющуюся гравитацию, которая помогает планетам двигаться по орбитам по разные стороны от Солнца, туда и обратно, чтобы в конечном итоге достичь этой скорости. Я понимаю, что космический корабль может набрать скорость только в том случае, если траектория выхода гравитационного вспомогательного средства находится в прямой орбитальной касательной от планеты. Это было бы проблемой, если бы мы хотели продолжать перемещать гравитационную помощь от планеты к планете, но это не кажется невозможным.

На самом деле это не тот случай, когда релятивистские эффекты незначительны при 0,1с; они были бы довольно заметны во многих различных аспектах дизайна, хотя, вероятно, не были бы подавляющими.
Почему противоположные стороны солнца? Почему бы просто не прыгнуть туда-сюда между, скажем, Юпитером и Сатурном несколько раз?
После размышлений над вопросом, было бы слишком много времени ждать между планетами в целом. Было бы гораздо более эффективно использовать сотни спутников Сатурна для небольших, но гораздо более частых гравитационных ассистентов. Хитрость заключалась бы в том, чтобы продолжать ускоряться с орбитой спутника Сатурна, не направляясь в неправильном направлении, и избежать Сатурна. Потребовалось бы несколько регрессивных гравитационных ассистентов, чтобы удерживать корабль в пределах границ, но пока скорость продолжает увеличиваться в балансе, мы могли бы быстрее получить 0.1c.
@0tyranny0poverty: Степень искривления траектории с помощью гравитации прямо пропорциональна скорости пролета и обратно пропорциональна массе тела пролета. Луны, будучи относительно легкими, не смогут повернуть корабль к следующей луне, что предотвратит его выход из SOI Сатурна.

Ответы (1)

Накопить 0,1c (30000 км/с) только гравитационными витками в пределах Солнечной системы невозможно. Причина: скорость убегания системы (иногда называемая третьей космической скоростью) составляет около 42 км/с (на околоземной орбите, чем дальше, тем меньше). Как только корабль достигает этой скорости, он все еще может накопить немного больше при правильном пути отхода, но, как правило, не намного больше.

Думаю, я понял. Как только скорость убегания превышена, необходимо использовать энергию, чтобы удержать корабль на орбитах системы. Расход энергии побеждает цель.
@0tyranny0poverty: Или иначе, помощь гравитации — это возможности, которым вы можете немного помочь, изменив свою траекторию. Чем выше ваша скорость, тем меньше вы можете изменить свою траекторию с разумным бюджетом и тем меньше вероятность того, что вы найдете другую помощь. Прошлая скорость убегания, вы все еще можете использовать некоторые ассисты, чтобы отсрочить вылет, но вы больше не можете ждать один-два витка для столкновения; вы должны столкнуться с несколькими планетами на одной орбите, чтобы остаться в системе. А планет так много...
Можем ли мы разогнать космический корабль до подходящей скорости межзвездного путешествия, используя осциллирующую гравитацию на планетах на противоположных сторонах Солнечной системы?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v