Hogyan lehet egy bolygó gravitációs erejével felgyorsítani egy űrhajót?

Azt nyilván tudod, hogy ha egy bolygó vonzáskörébe kerül egy test az űrben, akkor ennek a testnek a pályája módosul. Ha nem megy el elég közel ehhez a bolygóhoz, akkor nem fog becsapódni, nem kezd el keringeni (ez a keringés mondjuk érdekes kérdés, de most nem fejtem ki).

Szóval mi történik ilyenkor: a test sebessége és pályája megváltozik: tehát a test a bolygó gravitációját használta fel arra, hogy gyorsuljon (gyorsulás=pályamódosítás/sebességmódosítás).

Úgyhogy elég egyszerű dolog ez :)

Persze az már bonyibb, hogy hogyan használsz fel egy bolygót arra, hogy felgyorsulj.

Pl a nap felé száguldasz, és belerohannál a napba. De nincs elég szabad üzemanyagod hogy oldalirányú sebességet csinálj. Viszont ha most módosítasz kicsit, akkor elérheted, hogy pl pont a föld mögé kerülj. A föld ugye kering a nap körül. Mikor közel érsz a földhöz, a föld elkezd vonzani magához. De ő nagyon gyorsan kering, szal nem sokáig van rád hatása. Emiatt közelebb is mehetsz hozzá kicsit, illetve az rendelkezésre álló üzemanyagot felhasználhatod arra hogy sokáig a földhöz közel maradj. A föld egy idő után eltávolodik tőled, de amíg közel voltatok, addig átadta neked a keringési sebességét, vagy abból valamennyit. Így módosul a pályád: nem fogsz a napba menni.

Ajánlom neked a kerbal space programot, ott az ilyesmit kipróbálhatod :)

A kapott válasszal jobb, ha nem foglalkozol. Feltehetően valami félreértés történt. A bolygókat (más égitesteket) nem gyorsításra, hanem pályamódosításra használják. Adott helyre eljutni, elég sok energiába kerül, előfordulhat, hogy annyi üzemanyagot nem lehet vinni. Ezért a pályaszámításkor az égitestek gravitációs erejének pályamódosító hatását is beleszámolják, amivel energiát spórolnak meg. A módosítás nem üzemanyaggal történik, hanem az égitest gravitációs erejével. Persze nagyon pontosan kell kiszámolni, hogy milyen szögben, milyen sebességgel érkezzünk, hogy a kívánt hatást érjük el.

Az űrhajózásban gyakori, hogy inkább hosszabb ideig megy egy (ember nélküli) űrhajó, és a gravitációs erőt használják a kívánt mozgás eléréséhez, mert így üzemanyag spórolható.

74%os, "gyorsulás=pályamódosítás/sebességmódosítás" - ez a mondandóm lényege, kérlek magyarázd el mit értek félre :D

kérdező:

igen, a kulcs az az, hogy mihez képest hova akarsz eljutni. Olvasd el a példámat is, és megérted, hogy a kédésre válaszoltam. A bevezetés is érthetővé válik úgy. Ha egy bolygó gravitációs mezejét használod fel, akkor valszeg egy másik égitesthez akarsz közel navigálni.

Az a rész, amit nem akartam kifejteni a keringésnél: ha egy bolygó körül akarsz keringeni, pedig alapból nem keringesz körülötte, az valóban lehetetlen. Ahhoz egy másik bolygóégitest gravitációjára lenne szükséged, vagy pedig a bolygó légkörét kell felhasználnod a lassuláshoz, de olyat is lehet, hogy ha nincs légkör, és elég szívós az űrhajód, akkor nekiütődsz a bolygó felszínének, és a súrlódással lassulsz le.

Az adott égitest mozgása miatt lehet így sebesség változtatást elérni, mert ez hozzáadódik az űrhajó sebességéhez, vagy épp kivonódik, attól függően, hogy miként közelíti meg az égitestet.

Egy nagyon béna példával szemléltetve majdnem olyan, mintha egy cérnára kötött valamit elkezdesz pörgetni az ujjad körül, majd elkezdesz sétálni egy irányba. Ez a mozgás hozzáadódik a test mozgásához, amikor megegyezik az irányuk, amikor meg ellentétes, akkor kivonódik.

Nagyjából az űrben is ez van, csak ugyebár a cérna helyett a gravitáció húzza maga után a testet. De ugyanúgy lehet használni gyorsításra és lassításra.

[link]

Persze ilyen U alakú pályák nincsenek, de az alapját a dolognak jól szemlélteti.

[link]

Ezen pedig látszik, hogy hogyan tudsz gyorsítani vagy lassítani a járműveden.

"A bolygókat (más égitesteket) nem gyorsításra, hanem pályamódosításra használják"

De bizony gyorsításra is.

A parittyahatás igenis működik és igenis gyorsít.

A hajó bemegy jól kiszámított pályán a bolygó körüli pályára valamilyen olyan irányból, ami nem azonos a bolygó Nap körüli pályájának irányával, lenyom egy "körívet" (persze nem tökéletes körvonalról beszélünk, ez inkább egy hiperbola leggörbébb középső része) és távozik a bolygó pályájával közel párhuzamosan, a bolygó haladásának irányában álló érintő mentén. A bolygóról nézve jött innen x sebességgel, közeledve felgyorsult, majd távolodva az eredeti x-re gyorsulva távozott egy másik irányba.

Csakhogy ha kívülről nézem, a hajó jött valahonnan x sebességgel, távozáskor viszont ment tovább x+plusz a bolygó pályasebessége értékkel.

Közben a bolygó az űrhajó/bolygó tömeghányadosa arányában vesztett a sebességéből, valami 0,0000...0000001 százaléknyit.

Ha az elkövetkező ezer évben napi száz darab ezertonnás űrhajó mind odajárna parittyázni, talán lenne mérhető lassító hatása is a bolygó sebességére.

"...az eredeti x-re gyorsulva..."

Lassulva. Elírtam.

Van a csillagászatban egy rendkívül ritka jelenség, ami tök ugyanígy működik.

Swingby.

Két hold pörög egy bolygó körül csaknem azonos pályán, az egyik kicsit kijjebb lassabban, a másik kicsit beljebb gyorsabban.

A belső gyorsabb utoléri a külső lassabbat és most jön a lényeg, kölcsönös gravitációjuk révén lejtenek egymás körül egy félkört, majd ezzel a helycserével az eddigi belső gyorsabb a külső pályán lassabban, az eddigi külső a belső pályán gyorsabban továbbhalad. Falusiasan fogalmazva pályát és sebességet cseréltek egymással. Természetesen tömegeik arányában, azokkal fordított arányban jelentkezik a jelenség eredménye sebesség-változásban.

Ez a folyamat akár végtelenszer ismétlődhet oda-vissza, amíg egymás árapály-hatásától totál szét nem esik valamelyik.

A swingby ugyanazon a parittya-hatáson alapul, mint a fent leírt űrhajó-gyorsítás.