引力弹弓(1/1)
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“我觉得我们应该先尽量节省工质燃料。用木星的‘引力弹弓效应’把飞船弹射到虫洞,到达“药王谷”星球,完成任务。说不定我们能在‘药王谷’星球找到工质燃料,就算找不到,我们返航时可以再利用木星、火星等的引力弹弓把我们弹射回地球!”娜秋莎说。
“The gravitational slingshot is required for the planet to be in the right place!(引力弹弓是需要行星在合适的位置的!)”斯蒂夫提醒道。
“所以,我们要尽量节省工质燃料,行星的位置不太合适,弹射的方向有偏差,我们可以消耗工质燃料去校正。”娜秋莎针锋相对。
“两位,等等,什么是‘引力弹弓效应’?”唐雪听糊涂了!
“那可是使用航天史上‘次次都爽’(屡试不爽)的老办法了。”娜秋莎有点怀疑唐雪是怎么被招进航天局的,是疫情当前,医生特别吃香吗?
“引力弹弓效应,就是利用行星的引力场来给航天器加速,将它甩向下一个目标,也就是把行星当作引力助推器。简单来说,木星围绕太阳公转,木星本身有速度和动能。当航天器从合适的角度和距离从木星旁边飞过时,木星的引力会拖拽着航天器跟它一起绕太阳公转,从而把自身的动能传递给航天器。航天器的速度得到提升”。小芸用大屏幕耐心地给唐雪科普。
“举个例子,你正在旋转,有人扔过来一个带链条的铁球,你拉着链条让铁球跟你一起旋转,然后再抛出去。行星(旋转的人),引力场(铁链),飞掠的航天器(铁球)。行星把自身的动能传递给了航天器。这就是引力弹弓效应。”
“引力弹弓效应最初由前苏联科学家尤里·康德拉图克在《致有志于建造星际火箭而阅读此文者》一文中提出。多年来,人类已经多次应用了这一效应。最著名的是1979年3月旅行者1号飞掠木星,借助木星的强大引力实现了自身的加速,其日心速度一度达到了37km/s,远远超过了此处的太阳系的逃逸速度。这是对引力弹弓效应的一次十分成功的应用。
引力弹弓效应可以多次叠加使用,1997年卡西尼号土星探测器发射时只带了很少的燃料,先后利用了四次弹弓效应(金星两次、地球一次、木星一次)。
引力弹弓效应,既可用于加速飞行器(引力助推),也能用于降低飞行器速度(引力刹车)。信使号飞行器频繁的使用引力助推来降低速度,最后进入环水星轨道。
引力弹弓效应也是有局限性的,在实际操作中,引力弹弓效应最大的局限是行星和太阳的相对位置必须合适。航天器必须从适当的角度和距离飞掠行星。引力与距离的平方成反比。航天器距离行星太远,引力弹弓效应不能发挥作用,而距离行星太近则可能被行星引力捕获而坠入行星。另外,如果飞行器太过于接近行星,过于深入行星大气,那么其损耗的能量将会大于其从行星引力助推中获得的能量。”小芸讲得很细。
“Now, our first task is to observe and calculate whether the relative position of Jupiter and the sun is conducive to the acceleration of the spacecraft with the gravitational slingshot effect.(现在,我们的首要任务是观测和计算木星和太阳的相对位置是否适合通过引力弹弓给飞船加速)”斯蒂夫说。
通过光明号上的多个望远镜的综合观测和光谱分析,小芸得出结论:“只要消耗部分工质改变飞船的前进方向和速度,提前5个太阳日到达木星侧后方,是可以使用引力弹弓效应对飞船进行加速的。但是,加速后飞船的飞行方向与木星侧面两千多公里外的虫洞入口有较大偏差,而我们要校正这个偏差也需要消耗一部分的工质燃料。”
大家盯着大屏幕,陷入了沉思。娜秋莎眼前一亮,指着木星附近的一颗卫星说:“木卫三,我们是否利用木卫三再完成一次引力弹弓?这样又可以省掉一部分工质燃料!”
李阳明对娜秋莎很是欣赏,这个来自“战斗民族”的女人确实彪悍!越是危机的时候,她越能提出奇谋!别人遇到危险会恐惧。难道娜秋莎遇到危险反而肾上腺素飙升?!