Ilya Ferapontov
11 апреля 16:33.
2616

Какую максимальную скорость может набрать космический аппарат с помощью гравитационных маневров в Солнечной системе?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
9
3 ответа
Поделиться

Для начала стоит уточнить, что гравитационный маневр — это не просто пролет мимо планеты с увеличением скорости. Меняется также траектория, поэтому очень сложно использовать гравитацию всех планет Солнечной системы. Чтобы это сработало нужно уникальное их расположение на орбитах. Но предположим, что они как раз в этом положении. Тогда можно посчитать.

Используем все планеты Солнечной системы, Луну и Плутон. Итак: у Меркурия скорость можно увеличить почти ровно на 3 километра в секунду, Венера придаст максимум 7.3 км/с, Земля - 7.9, Луна - 1.6, Марс - 3.5, Юпитер - 42.7, Сатурн - 25.6, Уран - 15.2, Нептун - 16.7, Плутон - 1 км/с.

Осталось сложить, получается 117.2 км/с. Орбитальная скорость будет постепенно понижаться из-за притяжения Солнца. Так что от Плутона аппарат будет удаляться со скоростью где-то около 100 км/с. Этой скорости достаточно чтобы покинуть Солнечную систему.

Иван Ерохинотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии

Прибавочная скорость при гравитационном маневре зависит не от первой космической скорости тела, а от его орбитальной скорости. Грубо говоря, космический аппарат "протаскивается" за собой планетой или луной на гравитационном "поводке". Чем массивнее планета, тем длиннее поводок, поэтому чаще всего для таких маневров используют Юпитер, так как в его гравитационный колодец легче "попасть", но в теории можно разогнаться и о Меркурий, если вы 100% уверены, что не разобьёте аппарат о его поверхность или не пролетите мимо с минимальным результатом.

Максимальный разгон получается тогда, когда вы полностью разворачиваете аппарат о планету, пролетая мимо по параболе. Если предположить, что планеты выстроены так, что это возможно сделать о все 7 планет (кроме Земли), то максимальная добавочная скорость — это сумма орбитальных скоростей всех этих планет:

Меркурий — 47.87 км/с

Венера — 35.02 км/с

Марс — 24.13 км/с

Юпитер — 13.06 км/с

Сатурн — 9.66 км/с

Уран — 6.80 км/с

Нептун — 5.44 км/с

Выходит добавка около 142 км/с. Сюда суммируются потери скорости из-за действия гравитации Солнца и начальная скорость, с которой КА покинул Землю. Но, естественно, это очень нереалистичный сценарий. В реальности Вояджер 2 не выходил за пределы 35 км/с относительно Солнца, и сейчас движется со скоростью примерно 17 км/с, совершив маневры вокруг Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна и выйдя за пределы Солнечной системы, а Кассини сумел набрать в пике около 45 км/с, два раза ускорившись о Венеру.

Полагаю, что порядка +500км/c. Это первая космическая Солнца, собственно у его поверхности и надо гравитационные гонки гонять. Не забудьте взять с собой жаропрочный скафандр и прохладительные напитки.

ЗЫ Да, если мыслить в галактических масштабах, то еще надо добавить 200км/c самого Солнца

Ответить