Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
0

Что такое гравитационный манёвр?

ворчунов [98.1K] 7 месяцев назад
3

Вставлю и свои пять копеек.

Оно конечно, что "используется притяжение какой-то планеты". Но парадокс ведь в том, что планеты притягивает не только при приближении к ней, но и при отдалении от неё. То есть, на первый взгляд, та лишняя скорость, которую приобретёшь на подлёте к планете, будет потом потеряна при удалении от неё.

Штука, однако, в том, что планеты не статичны. Они тоже движутся. Да, по отношении к самой планете сколько энергии космический аппарат (КА) наберёт, падая на неё практически из бесконечности (то есть со скоростью, явно превышающей вторую космическую для данной планеты), такую же он потом должен будет и затратить, чтоб опять от неё улететь в даль светлую. Ну то есть даль тёмную.

Но обратите внимание на слова "по отношению к планете".

Мало того, что аппарат приобретёт некоторую энергию, падая на планету. Он приобретёт ещё и дополнительную энергию - а значит, и скорость, - из-за собственного движения планеты вокруг Солнца. Если, скажем, взять для такого разгона Венеру, то её орбитальная скорость - 35 км/с. Тридцать пять, едрёна вошь, км/с! При этом вторая космическая скорость для Венеры - всего 10,2 км/с. То есть если б Венера была неподвижна, то она смогла бы просто повернуть траекторию КА куда надо. Но она, на счастье, мало того что поворачивает, она ещё и сообщает КА всю свою орбитальную скорость.

Вот это и используется для дополнительного ускорения аппаратов.

Пример Венеры тут не случаен. Она неоднократно использовалась для гравитационного манёвра - например, для миссии Galileo, запущенной в 1989 году к Юпитеру.

Сам Юпитер тоже популярен в этой задаче. В частности, только за счёт гравитационного манёвра в поле тяготения Юпитера удалось вывести аппарат Улисс (запущен в 1990 году), который обращается вокруг Солнца в плоскости, почти перпендикулярной плоскости эклиптики. Обычными методами, чисто на двигателях, такое не утворить...

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
2

Гравитационный манёвр - это использование гравитации крупного небесного тела (естественного спутника, планеты, звезды) для изменения скорости и, соответственно, траектории движения объекта.

Чаще всего используется для "дармового" прироста общей скорости (дельта скорости), так называемая гравитационная праща. Суть сего манёвра заключается в том, что входя на определённой скорости (больше первой космической для этого объекта) в гравитационное поле объекта под нужным направлением и углом (для последующего вылета на объект-цель) - получаешь существенное увеличение скорости без затрат топлива. Весь полёт аппаратов серии "Вояджер" был построен на череде гравитационных манёвров. Такой тип движения ещё, иногда, называют "гравитационный серфинг".

Например, прямой перелёт Земля-Сатурн занимает около 15-ти лет. Но, используя в нужном месте в нужное время ( ведь планеты не статичны) гравитационный манёвр около Юпитера с "выстрелом" на Сатурн - до цели можно добраться за 7-мь лет. И чем дальше планета от нас - тем больше экономия по времени, при использовании грав. манёвра. Например, прямой перелёт Плутон-Земля будет длиться около 42 лет ( При современном техническом развитии). С использованием грав. манёвров около Юпитера, Сатурна,Урана и Нептуна - тот же полёт будет длиться от 11-ти до 30-ти лет ( всё зависит от взаимного расположения планет).

Так же может использоваться для снижения скорости объекта. Например, если объект выведен на солнечную траекторию и приближен с к телу-цели так, что он попадает в зону прямого гравитационного воздействия этого тела, но, немного его опережает (то есть, скорость тела избыточна для выхода на стационарную орбиту вокруг тела). Тогда "цель" будет своей гравитацией уменьшать скорость объекта (так называемый выход на упреждение).Соответс­твенно, на завершающий манёвр выхода на орбиты объекта-цели нужно будет затратить меньше дельта скорости (а манёвр заключается как раз в том, чтобы уменьшить скорость от второй космической до первой, для этого небесного объекта). Этот манёвр называется гравитационное торможение.

Законы "небесной механики" очень хорошо представлены в игровой форме в программном продукте "Kerbol Space Program". Единственное отличие от реальности только в том, что для стартовой планеты все величины уменьшены в 10-ть раз. (То есть, g в 10-ть раз меньше от реально вычисляемого от заданного массой и радиусом планеты).

1

Гравитационный маневр - это экономия топлива ракеты, когда она может развить большую скорость, не тратя своего топлива. Для этого траекторию ракеты выбирают такой, чтобы свое ускорение она получила за счет очень сильного тяготения какой-либо планеты. С этой целью обычно выбирают планету-гиганта, например, Юпитер. И траектория будет такой:

Можно посмотреть и видео, с пояснениями:

https://www.youtube.­com/watch?v=sGQbPUma6­qo

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID