Pytanie:
Czy opuszczenie ekliptyki przyniesie jakiekolwiek korzyści podróżom międzygwiezdnym?
Anthony Neace
2013-07-30 03:43:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Oprócz oczywistej odpowiedzi, że można łatwo ominąć większe ciała w Układzie Słonecznym. Przede wszystkim jestem ciekawa mechaniki tego przedsięwzięcia - czy próba opuszczenia Układu Słonecznego przyniosłaby jakąkolwiek korzyść, powiedzmy ... prostopadle do ekliptyki?

Który kierunek najszybciej wyprowadziłby Cię spod wpływu Słońca i czy mógłbyś wykorzystać to środowisko, aby przyspieszyć działanie?

Pięć odpowiedzi:
#1
+20
PearsonArtPhoto
2013-07-30 04:22:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Najszybszym sposobem na opuszczenie Układu Słonecznego jest ominięcie jak największej liczby Gazowych Olbrzymów i użycie ich grawitacji, aby szybciej cię wyrzucić. Ponieważ poza ekliptyką nie ma planet, unikanie płaszczyzny ekliptyki nie byłoby korzystne. Jest to prawdą, dopóki nie zaczniemy tworzyć naprawdę szybkich sond kosmicznych.

Co więcej, mijanie planet dałoby ci szansę na przerwanie, przez przelotowanie się wokół nich i powrót na Ziemię w przypadku szybkiej katastrofy. awaria (całkowicie możliwe).

Aby to udowodnić, New Horizon opuścił Ziemię jako najszybszy statek kosmiczny, jaki kiedykolwiek opuścił orbitę Ziemi, osiągając orbitę Księżyca w zaledwie 9 godzin. Jednak nigdy nie dogoni sond Voyager, ponieważ wykorzystały one grawitację zarówno Jowisza, jak i Saturna, aby przyspieszyć. Nie mogę tego ująć lepiej niż w Wikipedii, więc oto idzie:

Nowe horyzonty często otrzymują tytuł najszybszego statku kosmicznego, jaki kiedykolwiek wystrzelono, chociaż sondy Helios są prawdopodobnie posiadacze tego tytułu w wyniku prędkości uzyskanej podczas spadania w kierunku Słońca. Nowe Horyzonty osiągnęły jednak najwyższą prędkość startu i tym samym opuściły Ziemię szybciej niż jakikolwiek inny do tej pory statek kosmiczny. Jest to również pierwszy statek kosmiczny wystrzelony bezpośrednio na trajektorię ucieczki Słońca, która wymaga przybliżonej prędkości 16,5 km / s (59 000 km / h; 37 000 mil / h), plus straty, a wszystko to ma zapewnić wyrzutnia. Jednak nie będzie to najszybszy statek kosmiczny, który opuści Układ Słoneczny. Rekord ten należy do sondy Voyager 1, poruszającej się obecnie z prędkością 17,145 km / s (61,720 km / h; 38,350 mil / h) względem Słońca. Voyager 1 osiągnął większą hiperboliczną nadwyżkę prędkości z procy grawitacyjnej Jowisza i Saturna niż New Horizons.

Ponadto ilość obiektów na płaszczyźnie ekliptyki jest znacznie zawyżona. Przestrzeń kosmiczna jest naprawdę duża i musimy bardzo dokładnie zaplanować celowe wysłanie statku kosmicznego na inną planetę. Nawet mała chybienie spowoduje problemy. Nie ma tam zbyt wiele i można wiele zyskać, przechodząc przez płaszczyznę ekliptyki.

W dniu, w którym mamy statek kosmiczny zdolny do bardzo dużego ciągu przez dłuższy czas, prawdopodobnie nie będziemy potrzebować ten skrót, ale na razie jest to nieocenione narzędzie.

+1 za uznanie zalet asyst grawitacyjnych i przerwanie możliwości.
Czy nie mógłbyś skorzystać ze wspomagania grawitacyjnego gazowego giganta i przejść nad lub pod jednym z biegunów? Skutecznie rzuca cię prostopadle do ekliptyki?
@Fezter: Absolutnie.
Nie, to nie jest najszybszy sposób na opuszczenie Układu Słonecznego. Zobacz odpowiedź Deer Hunter.
#2
+17
Deer Hunter
2013-08-05 00:19:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Istnieją dwa główne powody, dla których możesz wyjść poza płaszczyznę ekliptyki:

  • Chcesz dostać się do określonej gwiazdy.
  • Chcesz założyć Słońce bezpośrednia linia między twoim statkiem a innym punktem na niebie (zwykle układem gwiazdowym lub sondą międzygwiazdową do tego układu gwiazd) w celu wykorzystania soczewki grawitacyjnej Słońca (to znaczy, twój cel zaczyna się około 550-740 AU od Słońca), aby osiągnąć niesamowite dodatkowe wzmocnienie odbieranego / transmitowanego sygnału radiowego (na przykład 57 dB przy 1,42 GHz).

W każdym razie trajektoria pozwalająca szybko wydostać się z Dodge'a i prawo będzie musiało użyć peryhelium peryhelium w pobliżu Słońca (tak blisko, jak toleruje odrzucenie ciepła) po wspomaganiu grawitacyjnym z Saturna i Jowisza (trajektoria Krafft Arnold von Ehricke). Wybrałbyś punkt peryhelium, aby obrócić wektor prędkości w wymaganym kierunku.

Odniesienia:

  • Loty w kosmos i komunikacja: wykorzystanie Słońca jako soczewki grawitacyjnej Claudio Maccone. Springer, 2009.
  • Krafft Arnold von Ehricke, "Odbicie Saturna-Jowisza. Metoda wyrzucania szybkich statków kosmicznych z Układu Słonecznego". Journal of the British Interplanetary Society, tom 25, 1972. Str. 561-571.
Ta odpowiedź jest znacznie lepsza niż zaakceptowana. Aby nawet zbliżyć się do przydatnych prędkości międzygwiazdowych, musiałbyś użyć napędzającego słonecznego przelotu. Tak więc podejście Voyagera nie jest najszybszym sposobem na opuszczenie Układu Słonecznego, jak twierdzono w tej innej odpowiedzi.
Podoba mi się ta odpowiedź. Zawsze wydawało mi się, że słońce może przynieść niesamowitą korzyść Oberthowi, jeśli uda się zrobić oparzenie bliskie peryhelium. Cieszę się, że ma nazwę: Trajektoria Krafta Arnolda von Ehricke. XKCD miał [a pic] (https://xkcd.com/1244/), ale Randall nie zrobił tego dobrze.
#3
+2
Hobbes
2017-10-24 11:52:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Płaszczyzna ekliptyki naszego Układu Słonecznego znajduje się pod kątem około 60º w stosunku do płaszczyzny galaktycznej naszej galaktyki.

Droga Mleczna ma około 100 000 ly (30 kpc) średnicy i średnio około 1000 ly (0,3 kpc) grubości. Oznacza to, że kiedy opuszczasz Układ Słoneczny wzdłuż naszej ekliptyki, możesz odwiedzić gwiazdy w naszym sąsiedztwie, ale „szybko” opuścisz galaktykę. Możesz użyć asysty grawitacji jednego z gazowych gigantów, aby skierować swoją trajektorię na płaszczyznę galaktyczną, co pozwoli ci odwiedzić znacznie więcej gwiazd.

#4
  0
James Jenkins
2013-07-30 04:29:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zakładając, że masz wystarczającą energię na stały ciąg 1 g .

Podczas podróży międzygwiezdnej płaszczyzna ekliptyki ma niewielkie lub żadne znaczenie. Jeśli twój kierunek podróży jest generalnie pod kątem prostym (90 °) do samolotu, to nie ma sensu omijać wszystkich przeszkód w Układzie Słonecznym.

-1 za ignorowanie korzyści płynących z asysty grawitacyjnej i przerwanie możliwości.
@Erik Jeśli masz stały ciąg 1g, dlaczego miałbyś zmieniać kierunek na pomoc grawitacyjną? Czy nie byłoby to jak pokonanie 50 mil z drogi, aby zaoszczędzić ani grosza na paliwie?
@Erik - Jak przenieść to _ na płaszczyźnie_ wektorze do _ prostopadłego do płaszczyzny_ z procą? Po prostu przyspieszasz w złym kierunku i musiałbyś spalić taką samą ilość paliwa, aby skierować swój statek kosmiczny prostopadle do samolotu, bez względu na to, jak długo lub szybko przyspieszasz równolegle do niego. czego mi brakuje?
@JamesJenkins - zawsze będziesz chciał dodatkowej energii, jaką zapewnia proca. Możesz chcieć uciec z Sol szybciej lub skorzystać z asystenta grawitacji włazu ratunkowego, który zapewnia, jeśli twój napęd 1g się nie uruchomi ...
@TildalWave Wszystko, co robisz, to strzelanie dookoła, powiedzmy, Jowisza z Jowiszowym nachyleniem 90 stopni.
@Erik - Cholera, masz rację. Nie jestem pewien, jak tęskniłem za tym, kiedy byłem wypoczęty, i wydaje mi się, że jest to łatwe teraz, gdy zapadam w śpiączkę. Myślę, że cała ta rozmowa o równinach skłoniła mnie do przejścia na 2D. :)
#5
-2
Ross Nicholson
2017-10-24 07:04:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Moglibyśmy odpowiedzieć na to pytanie z większą jasnością, gdybyśmy znali każdą drobinkę materii w naszym układzie gwiezdnym. Oprócz wspomagania grawitacyjnego, transfery prędkości poprzez uderzenia (kierowane lub nie) mogą kolidować. Tak więc, mając dokładną wiedzę o orbitach każdej asteroidy, moglibyśmy przy niewielkim wysiłku wywołać łańcuch asyst grawitacyjnych i / lub zdarzenia uderzenia ciała, które doprowadziłyby do maksymalnej prędkości międzygwiazdowej możliwej do osiągnięcia przy użyciu obecnych środków.

Ta metoda obarczona jest ekstremalnie malejącymi zwrotami przy niewielkich masach, ogromną trudnością w elastycznym przenoszeniu pędu ze zderzeń z prędkością dziesiątek kilometrów na sekundę oraz niewiarygodnie dużą ilością czasu wymaganego zarówno do wykorzystania wszystkich możliwych mikro-optymalizacji, jak i do * obliczeń. * im.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...