HOE WERKEN GRAVITATIONELE KATAPULTEN?

Send

Heb je ooit gehoord dat ruimtevaartuigen zichzelf kunnen versnellen door zwaartekracht-katapultmanoeuvres uit te voeren? Wat komt er allemaal bij kijken om sneller door het zonnestelsel te gaan?

Stel dat u terug in de tijd wilt gaan en wilt voorkomen dat Kirk sterft in de Enterprise B.

Je zou een katapultmanoeuvre kunnen gebruiken. Je moet oppassen dat je niet per ongeluk een toekomst voor alternatieve realiteit creëert waarin de aarde door de Borg is geassimileerd, omdat Kirk niet in de Nexus was om professor Picard en Sir Iandalf Magnetopants te ontmoeten, terwijl ze de beste tijd ooit rond New York City.

* zucht * Ah, man. Ik hou echt van die jongens. Wat was ik aan het vertellen? Oh ja. Een van de beste manieren om de snelheid van een ruimtevaartuig te verhogen, is met een zwaartekrachtslinger, ook bekend als zwaartekrachthulp.

Er zijn tijden dat fantasie te ver in de bijenkorf is uitgebloed, en mensen verwarren een verzonnen ding met een echt ding vanwege eigenzinnige overeenkomsten, nomenclatuur en mogelijk gewoon een gebrek aan begrip.

Dus voordat we verder gaan, is een 'zwaartekracht-katapult' een zwaartekrachthulp die een echt ruimtevaartuig zal versnellen, 'slingshot-manoeuvre' bestaat uit bananenonzin. Toen Voyager bijvoorbeeld het zonnestelsel in werd gestuurd, gebruikte hij zwaartekracht-katapulten voorbij Jupiter en Saturnus om de snelheid voldoende te verhogen om aan de zwaartekracht van de zon te ontsnappen.

Dus hoe werken gravitationele assists? U weet waarschijnlijk dat dit inhoudt dat u uw ruimtevaartuig gevaarlijk dicht bij een enorme planeet vliegt. Maar hoe helpt dit u sneller te werken? Natuurlijk, terwijl het ruimtevaartuig naar de planeet vliegt, versnelt het. Maar dan, als het wegvliegt, vertraagt het weer. Een beetje zoals een skateboarder in een halfpipe.

Dit proces komt uit op nul, zonder algehele toename van de snelheid als je ruimtevaartuig in en uit de zwaartekracht valt. Dus hoe doen ze het? Hier is de truc. Elke planeet heeft een baansnelheid die rond de zon reist.

Als het ruimtevaartuig de planeet nadert, trekt zijn zwaartekracht het veel lichtere ruimtevaartuig zodat het de planeet in een baan om de aarde inhaalt. Het is het orbitale momentum van de planeet dat het ruimtevaartuig een enorme snelheidsboost geeft. Hoe dichter hij kan vliegen, hoe meer vaart hij krijgt en hoe sneller hij wegvliegt van de ontmoeting.

Om de snelheid nog hoger te schoppen, kan het ruimtevaartuig zijn raketten afvuren tijdens de dichtstbijzijnde nadering, en de ontmoeting met hoge snelheid zal het effect van de raketten vermenigvuldigen. Deze snelheidsboost brengt kosten met zich mee. Het is nog steeds een overdracht van momentum. De planeet verliest een heel klein beetje baansnelheid.

Als je genoeg zwaartekracht-katapulten hebt gemaakt, zoals verschillende ontelbare katapulten, zou je er uiteindelijk voor zorgen dat de planeet in de zon stort. Je kunt zwaartekracht-katapulten gebruiken om te vertragen door het hele ding achteruit te doen. Je nadert de planeet in de tegenovergestelde richting waarin hij om de zon draait. De overdracht van momentum zal het ruimtevaartuig aanzienlijk vertragen en de planeet oneindig klein versnellen.

NASA's MESSENGER-ruimtevaartuig maakte 2 Earth-flybys, 2 Venus-flybys en 3 Mercury-flybys voordat het langzaam genoeg ging om een orbitale insertie rond Mercury te maken. Ulysses, de zonnesonde die in 1990 werd gelanceerd, gebruikte zwaartekrachthulpmiddelen om zijn baan volledig te veranderen in een polaire baan boven en onder de zon. En Cassini gebruikte flybys van Venus, Aarde en Jupiter om Saturnus te bereiken met een efficiënte vliegroute.

De natuur probeert het ons zeker gemakkelijk te maken. Gravitatieve katapulten zijn een elegante manier om ruimtevaartuigen te vertragen, hun banen te tweaken in richtingen die je nooit anders zou kunnen bereiken, of om te accelereren tot ongelooflijke snelheden.

Het is een briljante dans met orbitale mechanica als hulpmiddel bij onze verkenning van de kosmos. Het is een lichtend voorbeeld van het genie en de vindingrijkheid van de geesten die de mensheid verder de sterren in helpen duwen.

Wat denk je? Op welke andere plaatsen is het algemene begrip tussen feitelijke feiten en fictieve kennisvervaging, net als bij de "katapultmanoeuvre" en de "zwaartekrachtslinger"?

En als je het leuk vindt wat je ziet, kijk dan eens op onze Patreon-pagina en ontdek hoe je deze video's vroeg kunt krijgen terwijl je ons helpt meer geweldige inhoud te brengen!