Гравитационный эффект рогатки — Мир Знаний

Гравитационный эффект рогатки

Существует определенный лимит в объеме топлива, который космический аппарат может нести на борту для того, чтобы получить ускорение и удалиться от Земли. После того как оно израсходовано, аппарату нужно продолжать свой путь по инерции до достижения пункта назначения.

ЗАПАС ТОПЛИВА

Еще более проблематичной считается ситуация, когда космическому аппарату приходится замедляться и выходить на орбиту, поскольку ему требуется значительный объем топлива, хотя эту проблему часто помогает решить аэроторможение.

Гравитационный эффект рогаткиЕще с конца 1950-х годов космические аппараты часто использовали такой трюк: эксплуатируя законы физики, они даром получали толчок к увеличению скорости без нужды сжигать топливо. Этот метод, который ученые называют гравитационным маневром, в популярной литературе известен как рогатка.

ИМПУЛЬС ВЗАЙМЫ

Принцип гравитационного маневра очень прост. Космический аппарат приближается к планете, затем огибает ее и начинает двигаться в противоположном направлении. При максимальном приближении к планете аппарат находится на ее орбите.

Когда аппарат сходит с нее, ему приходится двигаться значительно быстрее, увеличивая скорость почти вдвое. Кто-то может посчитать, что это ускорение появляется под действием силы притяжения планеты. Но если бы это было так, то аппарат снова замедлился бы на тот же показатель скорости, как только отлетел бы от планеты.

По существу, прирост скорости у космического аппарата происходит за счет кинетического момента планеты. В результате этого орбита планеты замедляется, правда, на ничтожный показатель. Этот дополнительный импульс меняет и скорость, и направление движения аппарата. В результате наблюдаемый эффект гораздо больший, если говорить о реальной скорости.

РОГАТКИ В ДЕЙСТВИИ

Впервые гравитационный маневр применили для замедления, а не повышения скорости аппарата. Было это со станцией «Маринер-10», которой в начале 1970-х годов нужно было помочь долететь до Меркурия.

Хотя эта планета вращается быстрее на своей орбите, чем Земля, приходится учитывать мощную гравитацию Солнца, которое требовало, чтобы «Маринер» терял скорость и менял направление для выхода на орбиту, пересекающую орбиту Меркурия.

Гораздо больше гравитационные маневры прославил аппарат «Вояджер», которому нужно было пройти между двумя планетами-гигантами. «Вояджер-2» воспользовался редким парадом планет для завершения высокоскоростного гран-тура по всем четырем газовым гигантам.

Сегодня гравитационный маневр — стандартный инструмент в наборе конструктора любой космической экспедиции. Иногда с его помощью ускоряют летательный аппарат до экстремальных скоростей, как это случилось со станцией «Новые горизонты», которая летит к поясу Койпера и в 2007 году успешно обогнула Юпитер.

Вам понравится

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Поделиться записью в соц. сетях