Замав - училиште за физика

Семејно стебло на Млечниот пат

Целосно интегрирана контрола на нанодијамантите

Малку поблиску до сонцето

Растојанија од starsвезди

Она што ги прави starsвездите да светат

Еднонасочна улица за електрони

Стотици примероци од Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica пронајдени во нов преброј

Нашиот сончев систем е формиран за помалку од 200.000 години

Здрав за Марс

Замавнување

Англиски термин Замавнување - исто така Прашка, асистенција за гравитација (ГА), Пренасочување на гравитацијата, гравитациски маневар или Замавнете покрај маневрите наречен - се однесува на метод на патување низ вселената во кој релативно лесно летало (како вселенска сонда) лета покрај многу поголемо тело (како што е планета). Во оваа варијанта на прелет, насоката на летот на сондата се менува, а неговата брзина исто така може да се зголеми или намали. Орбитата на планетата не е забележително променета поради нејзината значително поголема маса. Маневар за замав може да се комбинира и со палење на моторот. Во случај на прелетување многу близу, може да се постигне значително поголема ефикасност на горивото под одредени околности (види Ефект на положба).

Ефектот замав се случува и кога полесна планета или астероид поминува низ потешка планета во нејзиното гравитационо поле. Меѓутоа, ако масата на полесната планета не е занемарлива мала во споредба со потешката, потешката планета исто така забележително ќе ја промени својата соларна орбита. [1] [2]

принцип

Ако сонда лета низ гравитационото поле на една планета, таа се отклонува од неговото гравитационо влечење и доживува промена на брзината во референтната рамка што се користи за опишување на планетарното движење. Во зависност од тоа дали сондата ја преминува својата орбита пред или зад планетата, нејзината брзина се намалува или се зголемува во оваа референтна рамка.

Од гледна точка на планетата, сондата не е забрзана или забавена, туку само се одвраќа. Но, планетата се движи и околу сонцето. Затоа, брзината на сондата е променета од гледна точка на сонцето.

Грешки во поедноставената репрезентација

Законите за зачувување на енергијата и моментумот се применуваат. Бидејќи нема кинетичка енергија, но планетата пренесува мал дел од својата кинетичка енергија на сондата (или обратно), орбитата на планетата е исто така променета, но само незабележливо затоа што планетата има многу поголема маса од сондата.

Гравитационото поле на планетата исто така се протега бесконечно и затоа никогаш не може да се остави. Како и да е, со зголемено растојание до планетата, нејзиниот гравитационен чекор станува толку слаб што во одреден момент гравитационото влечење на сонцето е поодлучно и сондата е во орбита околу сонцето.

Влијанијата на другите тела и релативистичките ефекти беа исто така занемарени заради едноставност.

Споредба со процесите на влијание

За поедноставување на работите, еластичното влијание на две тела може да се користи и за илустрација. [3] Споредбата со практичните процеси на удари на две тела е можна само ако се претпостави ослободување од триење во овие маневри и движење и разгледувањето е ограничено на количините и насоките на брзините непосредно пред и по процесот. Со замавнување, позициите за споредба исто така мора да бидат на исто растојание од планетата во нејзиниот референтен систем.

Без ова намалување z. Во пинг-понг, на пример, голема улога имаат и триењето со рекетот и со воздухот (ефект на Магнус). Дури и со замавнување, мора да се избегнуваат маневри за сопирање или туркање за оваа споредба. При замавнување, аголот помеѓу пристапот и полетувањето се одредува според брзината и пристапот, додека кај пинг-понгот се одредува според аголот на напад на рекетот. Континуираните форми на патеката при движење со две тела ги следат законите на Кеплер, додека во пинг-понг тие следат балистика.

Ефекти

Во основа, следниве ефекти резултираат:

Промена на брзината, на пр. Б. за цели поблиску до Сонцето отколку Венера, или подалечни цели од Марс
Промена на насоката на летот во рамки на орбитата на еклиптиката за да се видат нови цели
Промена на рамнината на орбитата, г. Х. Напуштање на еклиптиката

Така, маневрите можат да заштедат гориво на меѓупланетарни летови и затоа да ги намалат трошоците. Времето на патување може да се скрати со добиената брзина, но може да се зголеми и како резултат на заобиколување. На целната планета, брзината на патување може да се намали со замавнување на придружник (месечина) со цел да се донесе сондата во орбитата.

Планирање на рутата

Бидејќи во реалноста има барем проблем со три тела (на пример, сонда, планета и сонце), промените во орбитата не можат да се пресметаат аналитички, туку само нумерички поточно. Бидејќи аголот на летот и брзината зависат едни од други по преминот, опсегот за растојанието и позицијата на следниот целен објект е ограничен. Ако се специфицирани неколку цели и/или ограничени на одредена патека на пристап и брзина на целта, се создава систем на равенки кој е нумерички проверен за решенија. Решенијата (траектории) главно резултираат во тесни временски прозори за почеток по редослед на денови или недели, што за истите цели на мисијата може да бидат оддалечени со години или многу децении. Брзината на лансирање од земјата и со тоа цената на ракетите, како и времетраењето на мисијата се исто така спецификации или резултати од пресметките.

приказна

Важноста на маневрите за движење за време на вселената ја откри Мајкл Минович во 1961 година и студирал во лабораторијата за погон на авиони. [4] Првиот маневар за замав бил извршен во 1970 година за време на мисијата Аполо 13. По експлозијата на резервоар за кислород, екипажот успеа да се спаси назад со земјата со маневар за замав околу Месечината. Во февруари 1974 година, Маринер 10 беше првото вселенско летало што замавнуваше со маневар на друга планета, а со летање покрај Венера беше забавено доволно за да стигне до планетата Меркур. Ова овозможи вселенска сонда да се започне со поевтин Атлас Кентаур (споредено со Титан IIIC) и да се посети Венера. [5] Денес скоро сите меѓупланетарни вселенски сонди кои немаат Марс или Венера како крајна дестинација ја користат оваа технологија.

Примери

Сондите Војаџер ги искористија сите ефекти на насочен начин во неколку маневри за движење за да ги истражат надворешните планети. Така, тие заштедија гориво на почетокот или го скратија времето на мисијата заради ефектот на забрзување, почнувајќи од Јупитер. Со промена на правецот на летот, тие се упатија кон една надворешна планета по друга (Гранд турнеја). Со замавувањето на Сатурн, сондите ја достигнаа третата космичка брзина. Без замавнување, на Војаџер 2 ќе му требаше повеќе од двапати подолго за да стигне до Нептун. Промената на авионот во орбитата го приближи Војаџер 1 до месечината на Сатурн, Титан. Сепак, со отклонување од еклиптиката, немаше друго небесно тело да се врати назад со маневар замав.

Во лунарните мисии, маневрите за движење се користеа за да се лета околу Месечината во јамка. [6]

Замавнувањата често не се користат за скратување на времето на патување, туку за лансирање вселенски сонди со лансирни возила кои се премногу слаби за директен лет до целта. За да се постигне целта како и да е, вселенската сонда потоа треба да изврши една или повеќе замавнувања за да ја постигне потребната брзина. Ова го прави времето на летот значително подолго од директниот лет. Главно, причината за ваквиот пристап е што поголемиот фрлач ќе биде поскап од подолгото време на мисија. Само понекогаш, како на пр Б. во Касини-Хајгенс, истрагата е толку тешка што дури и најголемиот фрлач не е доволен за директен лет.

Особено со втората причина, се појавуваат големи заобиколувања. На пример, сондата Касини-Хајгенс на пат кон Сатурн беше донесена до потребната брзина, прво двапати од Венера, а потоа еднаш од Земјата.

Лулашки ретко се користат за промена на наклонот исто како со сончевата сонда Улис, со цел да се напушти рамнината на еклиптиката.

Соларната сонда, која не беше реализирана, требаше да биде донесена во поларна сончева орбита со замавнување кај Јупитер, чиј перихел беше само три сончеви радија над сончевата површина и чиј афел ќе беше на ниво на орбитата на Јупитер. [7] Тоа не само што во голема мера ќе го сменеше наклонот како Улис, туку и ќе беше исклучително забавен.

Беа планирани и маневри за замав за мисијата Розета. Поради неуспехот на првично пресметаниот прозорец за почеток на кометата 46П/Виртанен поради проблеми со ракетата, мораше да се најде нова рута, што потоа доведе до пристап до кометата Чурјумов-Герасименко преку неколку маневри замав на Земјата и Марс.

Замавнувања во анимација

Црвената кривина во долниот дел на сликата ја покажува брзината на вселенската сонда со текот на времето.