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引力彈弓效應是什麼原理?

  • 由 星辰大海路上的種花家 發表于 網頁遊戲
  • 2022-12-18
簡介5KMS的,但經過木星引力彈弓一次加速後即已經達到逃逸速度,當然這僅僅是逃逸,但速度仍嫌不夠,因此還利用了土星、天王星以及海王星的加速,但加速的速度一次比一次低,因為這幾個天體越往外,公轉速度越低:木星公轉速度:13

什麼是彈弓效應

引力彈弓是一種利用天體引力與公轉速度給航天器加速的一種手段!但這僅僅是對於星際推進技術那麼差的人類來說有效,如果人類能輕而易舉的加速到每秒成百上千公里速度的話,還需要“引力彈弓”技術嗎?但很明顯,我們達不到這個技術,所以還是先來了解下引力彈弓是咋回事吧!

引力彈弓效應是什麼原理?

上圖是天體引力對航天器加速原理以及加速效果示意圖,當航天器進入天體的引力場後會被天體所吸引,但與此同時天體是公轉的,比如木星的公轉速度約為13。07KM/S,因此航天器會在引力的作用下被天體帶著在公轉軌道上運動一陣,當它離開行星軌道時獲得了行星對它的加速!當然這是以消耗行星在軌道上的線速度為理論基礎的,因為航天器和行星都保持動量守恆!

引力彈弓效應是什麼原理?

當然右側火車與球體的彈性碰撞原理來理解會更簡單一些,火車執行速度50KM/H,球體速度是30KM/H,那麼其碰撞離開的瞬間速度就是130KM/H!但航天器與天體之間的關係是引力維繫,不過卻是異曲同工!

引力彈弓效應是什麼原理?

旅行者二號在透過個氣態天體加速後的速度增量,在到達木星軌道時是尚未超過木星軌道的逃逸速度18。5KM/S的,但經過木星引力彈弓一次加速後即已經達到逃逸速度,當然這僅僅是逃逸,但速度仍嫌不夠,因此還利用了土星、天王星以及海王星的加速,但加速的速度一次比一次低,因為這幾個天體越往外,公轉速度越低:

木星公轉速度:13。06公里/秒

土星公轉速度:9。64公里/秒

天王星公轉速度:6。81公里/秒

海王星公轉速度:5。43公里/秒

引力彈弓效應是什麼原理?

假如我們離開太陽系能達到200KM/S,那麼這一點點速度我們還能看得上嗎?繞路去一下木星多出來的時間這點速度遠不足以彌補!引力彈弓儘管非常節省燃料,但卻極其浪費時間,因此從根本意義上來說,這是不得已而為之,並非是要去利用行星的引力加速!

引力彈弓效應是什麼原理?

旅行者2號通過幾乎所有能加速的四顆大型行星!當然這與發射時機選擇有非常大的關係,因為其用加速道路上幾乎不用很大的繞路即可連續四顆天體的引力加速!

引力彈弓效應是什麼原理?

2006年1月19日發射的“新視野號”就只利用了一次木星的引力彈弓就直接飛向冥王星,一來木星公轉週期為11。86年,機會還是比較多,二來新“視野號”速度足夠,即使不用引力彈弓也能達到逃逸速度,當然順路的話為什麼不利用一下呢?因此我們在“新視野號”前往冥王星的路途上又一次見到了經典的引力彈弓技術!

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