Оглавление
- 1 Гравитационный ассистент
- 1.1 Гравитационный маневр
- 1.2 Объяснение гравитационного маневра
- 1.3 Пример с теннисным мячом
- 1.4 Историческое происхождение
- 1.5 Цель гравитационного маневра
- 1.6 Бюджет delta-v
- 1.7 Методы изменения скорости и направления
- 1.8 Ограничения гравитационных маневров
- 1.9 Примеры использования гравитационных маневров
- 1.10 Миссия BepiColombo
- 1.11 Миссия Lucy
- 1.12 Художественная литература
- 1.13 Дополнительные ресурсы
- 1.14 Записи и рекомендации
- 1.15 Полный текст статьи:
- 2 Гравитационный помощник
Гравитационный ассистент
-
Гравитационный маневр
- Использование гравитации планеты для изменения траектории и скорости космического аппарата
- Экономия топлива и снижение расходов
- Впервые применен в 1959 году советским зондом “Луна-3”
-
Объяснение гравитационного маневра
- Гравитационное поле планеты изменяет скорость космического аппарата
- Сумма кинетических энергий остается постоянной
- Маневр “рогатка” изменяет траекторию и скорость относительно Солнца
-
Пример с теннисным мячом
- Мяч отскакивает от поезда, увеличивая его скорость
- В космосе космический корабль увеличивает скорость планеты
- Линейный импульс космического корабля равен импульсу планеты
-
Историческое происхождение
- Юрий Кондратюк предположил использование гравитации в 1918-1919 годах
- Фридрих Цандер и Гаэтано Крокко развили концепцию в 1920-х годах
- “Луна-3” впервые применила маневр в 1959 году
-
Цель гравитационного маневра
- Космический корабль увеличивает скорость при полете к внутренней планете
- Космический корабль уменьшает скорость при полете к внешней планете
- Ракетные двигатели требуют много топлива, что ограничивает бюджет delta-v
-
Бюджет delta-v
- Общее количество топлива, доступное для ускорения, замедления и изменения направления полета
- Миссия должна быть спланирована в рамках этого бюджета
-
Методы изменения скорости и направления
- Методы изменения скорости и направления без сжигания топлива выгодны, так как экономят топливо.
- Гравитационные маневры позволяют значительно изменить скорость без расхода топлива.
-
Ограничения гравитационных маневров
- Планеты редко находятся в нужных местах для гравитационных маневров.
- Атмосфера планеты может ограничивать скорость и энергию.
- Межпланетные полеты с использованием Солнца невозможны.
-
Примеры использования гравитационных маневров
- “Луна-3” использовала гравитацию для изменения орбиты.
- “Пионер-10” достиг второй космической скорости с помощью гравитационной рогатки.
- “Вояджер-1” использовал гравитацию Юпитера и Сатурна для достижения второй космической скорости.
- “Вояджер-2” использовал гравитацию для встречи с Ураном и Нептуном.
- “Галилео” использовал гравитацию Венеры и Земли для достижения Юпитера.
- “Улисс” использовал гравитацию Юпитера для выхода на полярную орбиту Солнца.
- “Мессенджер” использовал гравитацию для замедления перед выходом на орбиту Меркурия.
- “Кассини-Гюйгенс” использовал гравитацию Венеры, Земли и Юпитера для достижения Сатурна.
- “Розетта” использовала гравитацию для ускорения и достижения кометы 67P/Чурюмова-Герасименко.
- “Новые горизонты” использовал гравитацию Юпитера для достижения Плутона.
- “Юнона” использовала гравитацию Земли для изменения орбиты к Юпитеру.
- Parker Solar Probe использует гравитацию Венеры для приближения к Солнцу.
- Solar Orbiter использует гравитацию Венеры и Земли для изменения траектории к Солнцу.
-
Миссия BepiColombo
- Совместная миссия ESA и JAXA к Меркурию
- Запущен 20 октября 2018 года
- Использует гравитационное ассистирование с Землей, Венерой и Меркурием
- Прибудет в 2025 году
- Назван в честь Джузеппе Коломбо
-
Миссия Lucy
- Запущен НАСА 16 октября 2021 года
- Получил гравитационное воздействие с Земли 16 октября 2022 года
- Пролетит мимо астероидов в 2024, 2025 и 2027 годах
- Вернется на Землю в 2031 году для гравитационного полета к облаку троянцев L5 в 2033 году
-
Художественная литература
- В романе 2001 года “Дискавери” совершает маневр для набора скорости при облете Юпитера
- В фильме местоположение TMA-2 меняется с близкого к Сатурну на близкое к Юпитеру
-
Дополнительные ресурсы
- Портал для космических полетов
- 3753 Круитне – астероид, периодически сталкивающийся с Землей
- Бюджет Delta-v
- Передача низкой энергии – гравитационная помощь в системе Земля-Луна
- Динамическое трение
- Аномалия пролета, аномальное увеличение дельта-v
- Гравитационная замочная скважина
- Межпланетная транспортная сеть
- Проблема с n-образным телом
- Эффект Оберта, применение тяги при самом близком сближении
- “Пионер Н” – первая миссия за пределами Эклиптики для наблюдений Юпитера и Солнца
- STEREO – гравитационная миссия, использовавшая Луну для выведения космических аппаратов
-
Записи и рекомендации
- Основы космического полета: Учебник по гравитации в NASA.gov
- Космический полет и космические аппараты: гравитационная поддержка, обсуждение на Phy6.org
- Эксперимент с двойным падением шарика