Можно ли использовать солнце в качестве гравитационного помощника за пределами Солнечной системы (с современными технологиями)?

Нет. Ассистент гравитации изменяет скорость по отношению к другим объектам, но не к тому, к которому вы приближались. НАСА предоставило хорошую диаграмму, чтобы помочь понять это.

На самом деле, в более обыденных терминах, это можно было бы представить, как показано на диаграмме ниже. Бейсбольный мяч бросают в поезд со скоростью 30 миль в час. С точки зрения поезда мяч сначала приближается к нему со скоростью 80 миль в час, а затем удаляется со скоростью до 80 миль в час. С точки зрения поезда относительная скорость одинакова. Однако с точки зрения человека мяч после столкновения с поездом движется гораздо быстрее.

Итак, войдите в идею использования солнца в качестве гравитационной рогатки, чтобы покинуть солнечную систему. Это не сработает, потому что относительная скорость полета к солнцу не изменится, если подлететь близко к нему. Можно было бы пролететь мимо Солнца, использовать ракету, чтобы ускорить его движение и оставить Солнечную систему позади (из-за ранее упомянутого эффекта Оберта ), но это лучшее, что можно было бы сделать, пролетев мимо Солнца. На самом деле, это было предложено в статье , в которой говорится, что если быстро произойдет большое ускорение вблизи Солнца, космический корабль может достичь скорости 20 а.е./год. Это позволило бы исследовать межзвездную среду, но все же затруднило бы исследование другой звезды.

Здоровенные гравитационные колодцы могут дать здоровую пользу Оберту. Делать ожог глубоко в колодце Нептуна имеет смысл. Предполагать маневр Оберта вблизи объекта размером с Плутон довольно глупо. Не знаю, знает ли это Рэндалл Манро. Может быть, это часть его шутки.

Путь назад от пояса Койпера до внутренней части Солнечной системы занимает 30 лет. Затем отступите еще на несколько десятилетий. Учитывая, что миссия во внешнюю систему уже занимает десятилетия, я не думаю, что планировщики миссии пойдут на это. Им нравится, когда их зонды возвращают данные в течение всей их жизни. И вполне реально отправить зонд из системы с помощью существующих ракет и вспомогательных средств с Юпитера. Это уже продемонстрировано.

Тем не менее, Солнце предлагает потенциально огромные преимущества Оберта, если мы хотим покинуть Солнечную систему в хорошем темпе.

На расстоянии 0,1 а.е. от Солнца скорость убегания Солнца составляет около 133,2 км/с. Падая с Нептуна, объект будет двигаться со скоростью 133 км/с к тому времени, когда он достигнет перигелия в 0,1 а.е. Оттуда ему потребуется всего 0,2 км / с, чтобы уйти от Солнца. Выполнение горения со скоростью 4,2 км / с в этом перигелии дало бы солнечную бесконечность V 33 км / с.

Чтобы добраться с Земли до Нептуна, потребуется скорость 8,3 км/с на НОО. Оказавшись в афелии 30 а.е., гравитационного колебания от Нептуна может быть более чем достаточно, чтобы отбросить корабль обратно в перигелий 0,1 а.е.

Чтобы получить солнечную Vinfinity со скоростью 33 км/с, потребуется сжечь НОО со скоростью 18 км/с.

Редактировать: солнечная Vinfnity со скоростью 33 км / с может быть хороша для того, чтобы пролететь внутри объекта Облака Оорта в течение разумного времени. Но 33 км/с — это лишь немногим больше 0,0001 c. Чтобы достичь Альфы Центавра, потребуется почти 40 000 лет.

Итак, у нас есть три проблемы: во-первых, в заголовке вашего вопроса вы спрашиваете о «помощи гравитации за пределами Солнечной системы», но в основной части вопроса вы спрашиваете о приближении к Солнцу изнутри Солнечная система. Я думаю, что заголовок этого вопроса следует отредактировать следующим образом: «Можно ли использовать Солнце в качестве гравитационного помощника для побега из Солнечной системы (с современными технологиями)?»

Вторая проблема связана с принятым ответом PearsonArtPhoto, согласно которому Солнце считается неподвижным объектом , но на самом деле оно находится на орбите вокруг центра галактики. Таким образом, вращение вокруг Солнца в направлении его орбиты создаст точно такую ​​же силу гравитации, как и прохождение мимо Юпитера (или любого другого относительно массивного объекта).

Третья проблема заключается в том, что для выхода из Солнечной системы не требуется помощь гравитации Солнца - у нас уже есть ЧЕТЫРЕ зонда, которые уходят, чтобы никогда не вернуться - два Пионера (10 и 11, запущенные в 1972 и 1973 годах), и два "Вояджера" (запущены в 1977 г.).

Последний очень слабый сигнал Pioneer 10 был получен 23 января 2003 года. Инженеры НАСА подсчитали, что его радиоизотопный источник питания распался до такой степени, что ему не хватает мощности для отправки дополнительных передач на Землю.

Pioneer 10 будет продолжать бесшумно двигаться как корабль-призрак через глубокий космос в межзвездное пространство, направляясь в основном к красной звезде Альдебаран, которая образует глаз Тельца (Быка). Альдебаран находится примерно в 68 световых годах от нас, и Пионеру потребуется более 2 миллионов лет, чтобы добраться до него.

Пионер-11 изучал энергичные частицы во внешней гелиосфере.

Миссия Pioneer 11 завершилась 30 сентября 1995 года, когда была получена последняя передача с космического корабля. С тех пор связи с "Пионером-11" не было. Движение Земли унесло ее из поля зрения антенны космического корабля. Космический корабль не может маневрировать, чтобы направить его обратно на Землю. Неизвестно, передает ли еще космический корабль сигнал. Дальнейшие треки Pioneer 11 не запланированы. Космический корабль направляется к созвездию Орла, к северо-западу от созвездия Стрельца. Pioneer 11 пройдет около одной из звезд созвездия примерно через 4 миллиона лет.

«Вояджер-1» уже находится в межзвездном пространстве, а «Вояджер-2» — в гелиооболочке, и оба космических корабля все еще отправляют научную информацию о своем окружении через сеть дальнего космоса.

Ответ — нет, потому что Солнце и планеты движутся по галактике с одинаковой скоростью. Однако вы можете выполнить маневр Оберта (иногда называемый усиленной гравитацией), но он отличается от гравитационной помощи. Если вы хотите подняться, чтобы сказать Нептун, а затем отступить, вы можете добраться туда бесплатно (не считая выхода из гравитации Земли), используя несколько гравитационных ассистентов, например, Венеру/Землю/Юпитер/Сатурн (без питания), а затем используйте Нептун, чтобы отправить вас назад и проделайте маневр Оберта, используя Солнце. Гравитационная помощь на Юпитере выведет вас за пределы безубыточности при выходе за пределы Солнечной системы, но если вам нужна большая скорость, вы можете выполнить маневр Оберта, используя Солнце.