Pitanje:
Može li se sunce koristiti kao pomoć gravitacije izvan Sunčevog sustava (uz trenutnu tehnologiju)?
AlanSE
2013-07-30 01:31:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mislim da sam možda razumio što ovaj XKCD strip pokušava učiniti. Dijagram predlaže upotrebu Oberth-ovog efekta pri najbližem pristupu suncu za bijeg od Sunčevog sustava!

xkcd comic

(licenca za sliku: CC BY-NC 2.5)

S trenutnom tehnologijom (nešto poput New Horizons ili Voyager motora), može li je ova vrsta pomoći stvarno izbaciti izvan Sunčev sustav?


Dodatna napomena: Mislio sam da je najdonji planet u stripu namijenjen ukazivanju na Jupiter. To je očito mišljenje manjine na drugim forumima - njihova je logika da bi se "Kuiper" mogao odnositi na manevar koji u konačnici prelazi Kuiperov pojas.

Ideja bi mogla biti izvođenje gravitacijskog asistenta oko plinskog diva kako bi ušao u visoko ekscentričnu sunčevu orbitu, a zatim upotrijebio oberth efekt tijekom opeklina u periheliju.
Ali jednom kad se nađete u međuzvijezdanom prostoru, trebali biste moći koristiti izuzetno usku binarnu bijelu patuljku / neutronsku zvijezdu kako biste dobili vrlo dobru gravitacijsku pomoć.
@LocalFluff Koristeći realnu tehnologiju, Delta V ima prilično teško ograničenje koje naš motor može pružiti. Čak i kad bismo mogli dobiti nešto ludo poput 50 km / s, proći će tisućljeća prije nego što budemo mogli iskoristiti to pojačanje binarnih para!
Osnovna zbrka s odgovorima je spajanje "gravitacijskog asistenta" u naslov naslova i "Oberth-ov manevar" u dotično tijelo. Ukratko, "pomoć gravitacije: ne, Oberthov manevar, da." Ne da bi to bilo vrlo praktično (zbog uključenih vremena misija), ali definitivno moguće.
Svemirska letjelica bi ionako bila uništena kad bi prolazila sunce na maloj udaljenosti zbog ekstremne koncentracije sunčeve svjetlosti.
četiri odgovori:
#1
+17
PearsonArtPhoto
2013-07-30 02:00:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ne. Ono što gravitacijski asistent čini je promjena brzine u odnosu na druge predmete, ali ne i onu kojoj ste se približavali. Nasa pružila je lijep dijagram koji će vam pomoći u razumijevanju ovoga. enter image description here

Zapravo, uobičajenije rečeno, to bi moglo biti kao što prikazuje donji dijagram. Baseball se baca na vlak brzinom od 30 milja na sat. S gledišta vlaka, lopta prvo dolazi do nje brzinom od 80 milja na sat, a zatim odlazi do 80 milja na sat. Iz perspektive vlaka, relativna brzina je ista. Međutim, iz perspektive osobe, lopta se kreće puno brže nakon udarca u vlak.

enter image description here

Dakle, uđite u ideju da se sunce koristi kao gravitacijska praćka da napusti Sunčev sustav. Neće uspjeti, jer se relativna brzina leta pod suncem neće promijeniti ako ga zatvorite. Moglo bi se letjeti pored sunca, raketom ubrzati njegovo kretanje i ostaviti Sunčev sustav iza sebe (Zbog prethodno spomenutog Oberth-ovog efekta), ali to je otprilike najbolje što bi se moglo postići preletom sunce. Zapravo, to je predloženo u radu, koji kaže da ako se u blizini Sunca brzo dogodi velika količina ubrzanja, letjelica bi mogla postići brzinu od 20 AU godišnje. To bi omogućilo istraživanje međuzvjezdane sredine, ali još uvijek otežava istraživanje druge zvijezde.

Da, to je bilo moje razmišljanje da će rakete biti ispaljene u neposrednoj blizini sunca. Samo mislim da bi moglo trebati previše pogonskog goriva da bi djelovalo.
@AlanSE: Vjerojatno ne bi spasio nijedan pogon. Da jest, siguran sam da bismo to već pokušali s nekim od misija na vanjskom planetu ...
@AlanSE - naravno, sunčevim jedrima bi dobro došlo prolazak blizu Sunca. Izlazak iz ravni ekliptike također može biti ono što vam treba.
Je li ovo posljednje ono što prikazuje orbitalni dijagram na [slajd 10 ovog NASA-inog instituta za napredne koncepte] (http://www.niac.usra.edu/files/library/meetings/misc/trieste_may02_mtg/McNutt_Ralph.pdf)?
Ali svemirska letjelica bi mogla koristiti zvijezdu za promjenu brzine u odnosu na središte galaksije?
@gerrit: Da, zapravo, pod pretpostavkom da ste već imali brzinu bijega. Prolazak blizu zvijezde značajno bi promijenio putanju svemirske letjelice.
@gerrit: Da, nikada nisam čuo za taj koncept. Uredit će moj odgovor i uključiti ga.
@gerrit Ta putanja izgleda dovoljno slično da pretpostavljam da je bila dio Randalove inspiracije.
@gerrit Potičem vas da ga dodate kao odgovor. Jedino što zvuči šareno jest da oni traže 14 km / s od motora za solarnu pomoć. To zvuči waaay previše. Ali ako biste mogli koristiti taj motor, možda biste mogli izletjeti poput palice iz pakla.
20 AU godišnje? To je 1/6 brzine svjetlosti! Sa zvjezdanih manevra na obertu?
Zapravo, 1 ly = 63 239,7263 AU, dakle [20 AU je _ samo_ 0,000316256903 ly] (https://encrypted.google.com/search?q=20+au+in+light+year) ili [0,000316256903 c] (https : //encrypted.google.com/search? q = 0.000316256903% 20c% 20in% 20au / godišnje) ili 1/3162 c. ili 527 puta manje od 1/6 c. ;)
-1. Odgovor bi bio u redu da Alan pita o solarnoj gravitacijskoj asistenciji. Ali postavljalo se pitanje o Oberthovom učinku, a ne gravitacijskoj pomoći.
Taj primjer vlaka je sjajan!
@ChuckClaunch Osim što se pitanje odnosi na Oberthov efekt, a ne na gravitacijske asistencije.
#2
+14
HopDavid
2014-04-08 10:29:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Snažne gravitacijske bušotine mogu donijeti zdravu korist Oberthu. Izgorjeti duboko u Neptunovom zdencu ima smisla. Predložiti Oberthov manevar u blizini objekta veličine Plutona prilično je glupo. Ne znam zna li to Randall Munroe. Možda je to dio njegove šale.

Vraćanje od Kuiperovog pojasa do unutarnjeg Sunčevog sustava traje 30 godina. Zatim se vratite još nekoliko desetljeća. Smatrajući da misija na vanjski sustav već traje desetljećima, mislim da planeri misija ne bi pristali na to. Vole vidjeti da im sonda vraća podatke tijekom svog života. Izvodljivo je poslati sondu iz sustava s postojećim raketama i asistencijama Jupitera. To je već demonstrirano.

Međutim, sunce nudi potencijalno velike Oberth-ove pogodnosti ako želimo sunčev sustav ostaviti na dobrom putu.

U .1 A.U. od sunca, brzina bijega sunca je oko 133,2 km / s. Padajući s Neptuna, objekt bi se kretao 133 km / s dok ne dosegne .1 A.U. perihelion. Odatle bi trebalo samo 0,2 km / s da bi se postigao solarni bijeg. Izgaranje od 4,2 km / s na ovom perihelu dalo bi solarnom V beskonačnosti 33 km / s.

Da bi se krenuo od zemlje do Neptuna, trebalo bi 8,3 km / s LEO izgaranja. Jednom u 30 A.U. afelija, gravitacijski zamah s Neptuna mogao bi biti više nego dovoljan da se brod vrati na perihelij .1 AU.

Da biste dobili solarnu Vinfinity od 33 km / s, LEO izgaranje od 18 km / s bilo bi potrebno.

Uredi: Sunčana Vinfnity od 33 km / s mogla bi biti dobra za prolazak unutarnjeg objekta Oort Cloud-a u razumnom roku. Ali 33 km / s samo je nešto više od, 0001 c. Trebalo bi proći gotovo 40 000 godina da dođemo do Alpha Centaurija.

Munroe je nekad radio za NASA-u, pretpostavljam da je to dio šale.
#3
+4
Royce
2015-07-09 03:30:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Odgovor je ne, jer se Sunce i planeti kreću kroz galaksiju jednakom brzinom. Međutim, mogli biste napraviti Oberthov manevar (koji se ponekad naziva i gravitacijski asistent), ali koji se razlikuje od gravitacijskog asistenta. Ako se želite popeti i izgovoriti Neptun, a zatim se vratiti, tamo biste se mogli osloboditi (ne računajući napuštanje Zemljine gravitacije) pomoću nekoliko gravitacijskih asistencija, na primjer Venera / Zemlja / Jupiter / Saturn (bez napajanja), a zatim Neptunom poslati vas natrag i napravite Oberthov manevar koristeći Sunce. Pomoć gravitacije na Jupiteru dovela bi vas do gubitka gubitka zbog napuštanja Sunčevog sustava, ali ako želite veću brzinu, možete napraviti Oberthov manevar koristeći Sunce.

#4
+4
FKEinternet
2017-07-16 02:18:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

U redu, ovdje imamo tri problema: Prvo, u naslovu vašeg pitanja, pitate o "gravitacijskoj pomoći izvan Sunčevog sustava", ali u tijelu pitanja koje postavljate o prolasku blizu Sunca iz unutar Sunčevog sustava. Mislim da bi naslov ovog pitanja trebalo urediti da bi se glasilo "Može li se Sunce koristiti kao gravitacijska pomoć za postizanje bijega iz Sunčevog sustava (s trenutnom tehnologijom)?"

Drugi problem je s PearsonArtPhoto's prihvaćeni odgovor u kojem se pretpostavlja da je Sunce stacionarni objekt , ali zapravo je u orbiti oko središta galaksije. Stoga će zaokret oko Sunca u smjeru njegove orbite proizvesti potpuno istu gravitacijsku pomoć kao i prolazak pored Jupitera (ili bilo kojeg drugog relativno masivnog objekta).

Treći je problem što gravitacijska pomoć Sunca nije potrebna da bi se postigla brzina bijega iz Sunčevog sustava - već imamo ČETIRI sonde koje odlaze, a nikad se neće vratiti - dvije pionirke (10 i 11, lansirane 1972. i 1973) i dvije Voyageri (lansirane 1977).

Posljednji, vrlo slabi signal Pioneer-a 10 primljen je 23. siječnja 2003. NASA-ini inženjeri izračunali su da se njegov izvor radioizotopske energije raspadnuo tamo gdje nema dovoljno snage za slanje dodatnih prijenosa na Zemlju.

Pioneer 10 nastavit će tiho leteti kao brod duhova kroz duboki svemir u međuzvjezdani svemir, usmjeravajući se uglavnom prema crvenoj zvijezdi Aldebaran, koja čini oko Bika. Aldebaran je udaljen oko 68 svjetlosnih godina, a Pioneeru će trebati više od 2 milijuna godina da ga dosegne.

Pioneer 11 proučavao je energetske čestice u vanjskoj heliosferi.

Misija Pioneer 11 završila je 30. rujna 1995., kada je primljen zadnji prijenos s letjelice. Od tada nije bilo komunikacije s Pioneerom 11. Zemljino kretanje odnijelo ga je od pogleda antene svemirske letjelice. Svemirskom letjelicom nije moguće manevrirati tako da usmjerava natrag prema Zemlji. Nije poznato da li letjelica još uvijek odašilje signal. Nisu predviđene daljnje staze Pioneer-a 11. Letjelica je krenula prema zviježđu Aquila (Orao), sjeverozapadno od zviježđa Strijelca. Pioneer 11 proći će blizu jedne od zvijezda u zviježđu za otprilike 4 milijuna godina.

Voyager 1 već je u međuzvjezdanom svemiru, a Voyager 2 u heliosheath-u, a obje letjelice su još uvijek slanje znanstvenih podataka o svojoj okolini kroz mrežu svemirskih svemira.



Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...