发射探测器为什么可以借助行星的引力

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 07:54:05
发射探测器为什么可以借助行星的引力


来源:北京航空航天大学航空航天数字博物馆       


  行星探测器为了用最省的能量飞抵目标行星,通常选择相切于地球轨道和目标行星轨道的椭圆形航线。

  行星探测器飞向被探测目标的轨道通常分成三段。第一段是发射段,即从地面起飞进入行星际飞行轨道;第二段是自由飞行段,即进入行星际飞行轨道后,在太阳引力作用下飞向目标天体;第三段是进入绕目标天体运行或向目标天体降落的阶段。如果被探测的天体离地球不算太远,随着运载火箭能力的增大,可以让探测器以较大的速度飞行,使其沿着大椭圆轨道以最短的航线飞向被探测的天体。如果被探测的天体离地球较远,为了节省发射能量,通常先用较小的速度飞行,在航行过程中借助行星的引力来加速或改变探测器飞行方向,从而最终飞向目标。利用双切轨道,探测器可以最经济地飞往目标天体。按此轨道飞行,探测器只要在初始时候得到必要的速度就行,然后大部分时间按惯性飞行。

  如果探测器从相当近的地方飞越某颗行星,该行星就会对它产生较大的引力作用,这一引力与探测器的惯性力合成,结果使探测器既能够获得加速,也不至于被完全吸引过去。借助行星引力作用能够获得更大的速度,还能改变运行轨道,使探测器减少飞行时间飞向目标行星。这种借助行星引力作用的飞行,通常称为引力“跳板”。这就是说,在星际航行中可以利用行星的引力作用改变探测器的日心运动速度,从而可以在没有任何动力消耗的情况下对探测器加速,最终缩短星际航行的时间。






http://www.spacechina.com/n25/n1 ... 302498/content.html发射探测器为什么可以借助行星的引力


来源:北京航空航天大学航空航天数字博物馆       


  行星探测器为了用最省的能量飞抵目标行星,通常选择相切于地球轨道和目标行星轨道的椭圆形航线。

  行星探测器飞向被探测目标的轨道通常分成三段。第一段是发射段,即从地面起飞进入行星际飞行轨道;第二段是自由飞行段,即进入行星际飞行轨道后,在太阳引力作用下飞向目标天体;第三段是进入绕目标天体运行或向目标天体降落的阶段。如果被探测的天体离地球不算太远,随着运载火箭能力的增大,可以让探测器以较大的速度飞行,使其沿着大椭圆轨道以最短的航线飞向被探测的天体。如果被探测的天体离地球较远,为了节省发射能量,通常先用较小的速度飞行,在航行过程中借助行星的引力来加速或改变探测器飞行方向,从而最终飞向目标。利用双切轨道,探测器可以最经济地飞往目标天体。按此轨道飞行,探测器只要在初始时候得到必要的速度就行,然后大部分时间按惯性飞行。

  如果探测器从相当近的地方飞越某颗行星,该行星就会对它产生较大的引力作用,这一引力与探测器的惯性力合成,结果使探测器既能够获得加速,也不至于被完全吸引过去。借助行星引力作用能够获得更大的速度,还能改变运行轨道,使探测器减少飞行时间飞向目标行星。这种借助行星引力作用的飞行,通常称为引力“跳板”。这就是说,在星际航行中可以利用行星的引力作用改变探测器的日心运动速度,从而可以在没有任何动力消耗的情况下对探测器加速,最终缩短星际航行的时间。






http://www.spacechina.com/n25/n1 ... 302498/content.html
很正常啊。你想想猿猴用双臂在树枝上的跳跃吧,借力而已。
最简单的解释就是球拍打球。比如说网球拍打网球,网球改变飞行方向后可以比原先速度快得多,也比网球拍的速度快得多。飞行器绕行大行星后,和这撞击的过程差不多。
弹弓效应。可以类比车把一枚小球撞飞。
Ferrite 发表于 2013-1-1 00:05
最简单的解释就是球拍打球。比如说网球拍打网球,网球改变飞行方向后可以比原先速度快得多,也比网球拍的速 ...
探测器靠近跳板行星的时候自然会是加速,可当它获得加速后远离跳板行星的时候不还得受其引力也减速吗?一直没想明白是怎么回事,望科普。
albsong 发表于 2013-1-1 01:36
探测器靠近跳板行星的时候自然会是加速,可当它获得加速后远离跳板行星的时候不还得受其引力也减速吗?一 ...
行星不是固定不动的,一开始行星向着探测器运动,探测器远离的方向和行星的方向一致。如果探测器很轻,行星很重,则以行星坐标系来看,探测器来的相对速度和走的相对速度一样;但是从太阳或者地球来看,探测器就被加速了。下面针对一种情况讨论,就是探测器被弹回,而不是转向;Vt为探测速度,Vx为行星速度;1为相互作用前速度,2为相互作用后速度;行星速度变化很小,当作不变;
|Vt1|+|Vx|=|Vt2|-|Vx|,移项后就是|Vt2|=|Vt1|+2|Vx|,获得速度了。
木星能借到最大的能量,最常用的加速器
可以比喻为太极吗
引力弹弓。
http://www.cctvdream.com.cn/bbs/ ... thread&tid=3687
Ferrite 发表于 2013-1-1 01:47
行星不是固定不动的,一开始行星向着探测器运动,探测器远离的方向和行星的方向一致。如果探测器很轻,行 ...

多谢解答。
在网上搜了一下,发现维基百科的解释比较容易理解,原来这个借力叫重力助推。我把link发在这里:http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8D%E5%8A%9B%E5%8A%A9%E6%8E%A8
就像高速掠过的磁铁会给附近的钢珠加速一样吧。
不及高洋 发表于 2013-1-1 12:41
就像高速掠过的磁铁会给附近的钢珠加速一样吧。
简单明了。
这样其实是损失了行星本身的动能是吧
受教了,明白一些
fyapply 发表于 2013-1-1 15:30
这样其实是损失了行星本身的动能是吧
当然,不过这点动能无足轻重
其实呢,有两种相对速度,一种是相对太阳的,一种是相对行星的,飞掠行星是为了获得相对太阳的加速。
记得当年看凡尔纳的小说《从地球到月球》,里面的飞船就是引力驱动的,它屏蔽了其他方向的引力,让飞船只受选定方向的引力的影响以此为动力。
直观的来讲,可想象一下弹性碰撞,速度快重量大的球撞重量小速度慢的球,当然会把小球撞飞了

和弹性碰撞比较类似的情况