Гравитационный маневр у Солнца .. и у чёрных дыр

[Грехов Михаил]

А то, что в 2013 обернувшись вокруг Солнца аппарат вторично совершит гравитационный манёвр возле Земли и там ускорится вы что то вот не заметили совсем? и где около Солнца то? простая эллиптическая орбита 

Собственно зачем, если скорость КА рядом с Землей будет больше Земли

Ну и что что больше...приращение скорости всё-равно есть! Да, теоретически можно лететь к Юпитеру напрямую по эллипсу, но нужны доп. энергозатраты, а это резкое удорожание миссии или облегчение КА и снижения его приборной начинки, снижения кол-ва исследовательских задач, что тоже не гуд. Вот и жертвуют временем экспедиции и "мотают" КА чтобы разогнать нахаляву.

И вообще в чем различие гравитационных маневров с планетами и с Солнцем
Летим мимо Юпитера и ускоряемся самим Юпитером относительно Юпитера
С Солнцем тоже, особенно в случае гиперболической траектории разницы - ноль

Гравитационный манёвр около Солнца-это не гравманёвр! Солнце относительно самого Солнца ничего не даст в плане приращения скорости КА... сколько даст, столько и забёрёт на отлётной (независимо от типа траектории).

Требуется увеличить скороть КА относительно Солнца... это можно сделать посредством гравманёвра у планеты. При чём сама планета движется.

[Jugger]

Ну так здесь в случае с Юноной мы наблюдаем тоже самое что и обсуждаемый в теме гравитационный маневр с Солнцем, только масштабы поменьше - вместо Солнца Земля
КА проходит мимо Земли и ускоряется с помощью самой Земли
Что мешает сделать то же самое возле Солнца ? Солнце так же движется по орбите вокруг центра галактики, как планеты вокруг Солнца

На картинке простая эллиптическая орбита, но на ней имеется аналогичный гравитационный маневр с обсуждаемым тут
Вот и не понимаю, почему там проходит а тут нет 

[Alderaminw]

****Ну так здесь в случае с Юноной мы наблюдаем тоже самое что и обсуждаемый в теме гравитационный маневр с Солнцем, только масштабы поменьше - вместо Солнца Земля
КА проходит мимо Земли и ускоряется с помощью самой Земли
Что мешает сделать то же самое возле Солнца ? Солнце так же движется по орбите вокруг центра галактики, как планеты вокруг Солнца

На картинке простая эллиптическая орбита, но на ней имеется аналогичный гравитационный маневр с обсуждаемым тут
Вот и не понимаю, почему там проходит а тут нет  ***************

Такое ощущение,   что  вы хотите  подлететь  поближе к солнцу   , разогнаться  , а потом  от него оторвавшись   улететь от него. Подлетите,  разгонитесь, но потом  вам  придется преодолевать сильнейшее  его гравитационное  воздействие  на  вас. Маневр оказывается  совершенно  бессмыслен. Вы  все потеряете.  Правильным решением  будет  выбор направления   от солнца в  нужном  вам   направленнии а  именно  в том  куда оно  само  и движется по  своей орбите  в  рукаве  галактике. Если вы полетите  в обратном  направлении то достигнув  скорости значительно  превышающей   скорость движения  солнца по  орбите  вокруг ядра галактики  сможете  оторваться от него  но тогда вам грозит быть захваченным самим   ядром ,так  как   вы не  удержитесь на орбите  вокруг  ядра.

[Jugger]

Это смотря куда лететь
Если к соседней звезде которая относительно нас имеет несколько десятков км/c то орбитальная скорость солнечной системы не играет роли
А вот если в другую галактику захотелось, то там уже надо лететь как вы говорите
Но такие полеты пока что глубокая фантастика - только со скоростью света туда лететь сотни тысяч лет

А полет к соседним звездам - это ближе к реальности

Так вот насчет маневра
Допустим так оно и есть, что на подлете разгоняемся столько же сколько тормозимся на отлете
Почему тогда с Землей или с Юпитером не так ?

[xd]

Почитайте хотя бы здесь.

[Jugger]

Почитал
Ничего не понял

Цитирую

В системе отсчёта, связанной с Юпитером, космический аппарат разгоняется, проходит точку с минимальным расстоянием до планеты, а потом замедляется. Общая траектория космического аппарата представляет собой гиперболу, причём скорости до и после манёвра совпадают.
Теперь посмотрим на ту же ситуацию в системе отсчёта, связанной с Солнцем. В этой системе отсчёта планета движется по орбите (в случае Юпитера, со скоростью более 13 км/с), поэтому скорость космического аппарата относительно Солнца может измениться. Таким образом, без затрат топлива можно изменить кинетическую энергию космического аппарата.

Значит из первой фразы можно сделать вывод - относительно Юпитера скорость не меняется до и после маневра
Из второй фразы делаем вывод - относительно Солнца скорость меняется
И тут на лицо следующий парадокс
Рассмотрим это всё относительно СО имеющей в основе ось Юпитер - Солнце
Пренебрежем колебаниями Юпитера от афелия к перигею, они в первом приближении никак не влияют на сабж
Имеем две статичные точки - относительно одной есть ускорение, относительно другой нет - никакой механике не соответствует
Точнее нет, соответствует, но только в случае движения одной точки по орбите другой + вектор скорости направлен по этой же орбите
В реальности траектория другая

И еще
Давайте заменим слова Юпитер и Солнце на Солнце и Центр галактики соответственно
Что то поменялось ? Почти ничего
Но принцип работать, по вашему, перестал
Какое изменение является причиной ?

[Alderaminw]

Так..  вы  все  забыли..  Давайте  проще,-   вы  живете на  солнце..  такой вы  хороший...  и  стартуете  в космос.. оторвавшись от него  вы уже  набрали по его орбите 220  км  в  сек..  надо  что то объяснять?.. и это относительно    ядра  вокруг...   а про    землю  вы  уж и забудльте  коль полезли  дальше....ну  а  какую  скорость     отрыва  - первую космическую  для  солнца  вы уж   посчитаете  сами.

[Alderaminw]

И ваще.. все  это проверяется  просто:  возьмите магнит  и  шарик на  нитке..  и болтайте  его.. то он  ускоряется  то он  замдляется..  а Вы  гланое  Во  Времени наблюдайте  И   очень внимательно  и все поймете. А вот  друг ваш даст ему  шелчок  и он =шарик  улетит  из поля  притяжения   уже насовсем

[xd]

В системе отсчёта, связанной с планетой, величина скорости не меняется, но меняется её направление.
Однако скорость на подлёте есть геометрическая разность между скоростями спутника относительно Солнца и планеты относительно Солнца, скорость на вылете есть геометрическая сумма скоростей планеты относительно Солнца и спутника относительно планеты. На выходе - другой вектор скорости относительно Солнца. И его модуль может быть или большим, или меньшим относительно Солнца, в зависимости от типа манёвра.

[Jugger]

Так..  вы  все  забыли..  Давайте  проще,-   вы  живете на  солнце..  такой вы  хороший...  и  стартуете  в космос.. оторвавшись от него  вы уже  набрали по его орбите 220  км  в  сек..  надо  что то объяснять?.. и это относительно    ядра  вокруг...   а про    землю  вы  уж и забудльте  коль полезли  дальше....ну  а  какую  скорость     отрыва  - первую космическую  для  солнца  вы уж   посчитаете  сами.

Набрать набрали, а развернуть их в нужную сторону ?
Гравитационными маневрами около других звезд, или около Солнца, или еще как то
Ну, в принципе да, но без возможности развернуть куда надо в самой солнечной системе - толку не много - до других звезд лететь долго .. кстати скорость отрыва от Солнца не первая а третья космическая

В системе отсчёта, связанной с планетой, величина скорости не меняется, но меняется её направление.
Однако скорость на подлёте есть геометрическая разность между скоростями спутника относительно Солнца и планеты относительно Солнца, скорость на вылете есть геометрическая сумма скоростей планеты относительно Солнца и спутника относительно планеты. На выходе - другой вектор скорости относительно Солнца. И его модуль может быть или большим, или меньшим относительно Солнца, в зависимости от типа манёвра.

Так это другими словами просто разворачивают траекторию таким образом, что КА шел к примеру по спирали от Солнца, а стал уходить почти по прямой
Тоесть тут толком никакого разгона нет, просто загибают траекторию куда надо .. и еще орбитальную земную скорость которая была изначально направляют от Солнца
Но тогда опять же непонятен маневр с картинки
Зачем загибать траекторию гравитационным маневром возле Земли, если можно с самого начала зашвырнуть в нужном направлении
Нет, и так не то

Ну допустим что всё таки то - а что мешает с Солнцем сделать то же самое ?
Подлетаем к Солнцу с гиперболической скоростью, разворачиваем траекторию в сторону от орбитального движения Солнца и имеем 220 км/с + то что придали двигателями в ту сторону .. это по аналогии с вышенаписанным о Юпитере

[xd]

По инерции по спиралям корабли не летают. Только по коническим сечениям: круг (e=0), эллипс (0<e<1), парабола (e=1) или гипербола (e>1).
Закинуть в нужном направлении можно, но ведь задача-то таких манёвров состоит в достижении максимальной скорости при сохранении нужного для миссии направления при минимальном расходе топлива.

[Jugger]

А разве стартовать напрямую к Юпитеру затратнее чем кидать КА на орбиту вокруг Солнца чтобы он потом вернулся к Земле и улетел к Юпитеру ?
Сразу такую же траекторию ему задать это затратно ?
КА выходит аж за орбиту Марса, чтобы потом вернуться
Причем на возвращение уходят годы
Сомнительно как то

По спиралям не летают, да .. я имел ввиду траекторию - кусок эллипса, которая напоминает кусок спирали

[Jugger]

Чёто болото какое то из этой темы
Системы планета -Солнце и Солнце - центр галактики тождественны в отношении этой темы
Если да, то да, если нет, то нет
Если да, то почему принципы одной системы не работают в другой
Если нет, то какие факторы их различают

Ну это .. конкретики прошу 

[Грехов Михаил]

Конкретика в том, что у Солнца - 8 планет грубо говоря Вся масса солнечной системы сосредоточена в самом Солнце... и именно этот факт позволяет рассчитывать траекторию аппарата с хорошей точностью (благо и данные известны). Относительно просто сосчитать траекторию, так как известно какие силы будут действовать на аппарат и когда. 

В случае же Галактики да, в центре галактики есть чёрная дыра, массой миллионы Солнц. в тоже время вокруг неё вращаются тоже тысячи и миллионы звёзд, которые как бы размывают "централизованность" массы, кроме этого есть большая неведомая фигня типа тёмной энергии и тёмной материи и прочих вещей.

Проложить траекторию аппарата в таких условиях (с учётом того, что КА будет лететь даже до Альфы Центавра - десятки тысяч лет) весьма проблематично. Например скажем аппарат Пионер-10 запущенный в 70-х годах  почему-то по неизвестной причине замедляется.

Кроме этого, если посчитать... до допустим нам на Юпитере необходимо пронестись над планетой на расстоянии диаметра над поверхностью... так... имеем радиус орбиты - 778 млн км... и то место в которое нам надо нацелиться относительно центра Юпитера - 284 тыс. км. и допустим это расстояние нам надо соблюсти с точностью 10% для правильности дальнейшей траектории (не знаю... высокая это точность или нет.... посчитаем порядок) итого +- 30 тыс км.  отношение последнего к первому примем как некий "коэффициент точности" прицеливания... получается 3,85 *10^-5.так да...

Теперь возьмём другие величины... до Альфы Центавра - 4,3 св. года... это примерно 4,07*10^13 км.
Допустим возьмём как характерное значение радиус Земной орбиты в 150 млн. км и 15 млн км будет те самые 10% от этой величины. итого в этом случае "коэффициент точности прицеливания" будет равен 3,68*10^-7.

То есть... чтобы хоть как-то попасть правильно в окрестности звезды, требуется в 100 раз более точно проложить траекторию только не на 3-4 года, а на несколько тысячелетий. причём неизведанного значительно больше.... наткнётся аппарат на какую-нибудь "Седну" не открытую-изменит траекторию.... наткнётся на облако Орта-изменит, наткнётся на межзвёздную пыль, газ, магнитное поле, звёздный ветер и т.п.-изменит. а чтобы "свернуть" у одной звезды и нацелиться на вторую... соотв точность должна быть в 10 000 раз больше.  То есть просто тупо даже попасть в нужные нам окрестности звезды ближайшей оч. сложно!!! Я уж не говорю о  том, что ни один аппарат не сможет быть активным так долго... когда-нибудь его ресурсы исчерпаются и довольно быстро, в ближайшие 100-200 лет полёта. Всё... затем это будет "мёртвая болванка", не способная к активным действиям (вроде коррекции траектории) вообще!

И грубо говоря это все в целом звёзды вращаются вокруг Галактики и +- их скорости отличаются мало. И вовсе не значит, что в местной группе их векторы и скорости движения как бы сонаправлены и совпадают. Наоборот двигаются почти как попало относительно друг-друга. Не факт, что нужная нам звезда в ближайших окрестностях разыщется.

Чёто болото какое то из этой темы

Не болото, а ваше непонимание сути вещей. 
     

[Jugger]

Ну проблему точного прицеливания КА можно еще попытаться решить с помощью двигателей корректировки - по ходу или автоматически или под руководством людей траектория будет корректироваться
Даже если это не возможно сейчас, думаю это не большая проблема для технологий будущего, в отличие от  другой проблемы - как разогнаться

Точность точностью, но сам принцип работает ? При условии что всё полетит куда надо, можно использовать орбитальную скорость Солнца в своих целях ?

Непонимание есть, поэтому и спрашиваю - но отвечают больше по сопутствующим разным мелочам, а по сути дело продвигается медленно .. но продвигается
Задаю несколько вопросов, а отвечают на другой, связанный с одним из заданных .. остальные тонут в болоте

И вот как получается - при вхождении в гравитационную сферу Юпитера объект имеет свой вектор, на выходе из этой сферы этот вектор остается или куда то разворачивается ?
Если разворачивается - то с Земли можно запустить КА,  разогнать до n км/с еще в гравитационной сфере Земли,
пустить его по нужной траектории и он вылетит из гравитационной сферы со скоростью n плюс 30 км/с минус то что Земля затормозила своей гравитацией .. ведь объект летящий рядом с Землей со скоростью большей второй космической равнозначен объекту прилетевшему извне гравитационной сферы Земли .. и n должно быть больше второй космической или орбитальной скорости Земли или другого предела ?
Траектория этого КА может содержать гравитационный маневр еще до вылета из гравитационной сферы Земли - легкий разгон с выходом на эксцентричную орбиту, при приближении к планете разгон до скольки надо и маневр
Зачем тогда зашвыривать КА аж за Солнце если всю эту котовасию можно провернуть не улетая из гравитационной сферы Земли ?

+ на картинке КА возле Земли траекторию не изгибает
при этом если Земля его не разгоняет относительно самой себя то весь маневр не имеет смысла
направление то же, скорость та же

[Jugger]

Всё, дошло 
Дошло всё, кроме траектории Юноны

Гравманевр возле Солнца не позволяет ускориться относительно него самого, но позволяет ускориться относительно планет и других звезд
Изначально казалось что маневр разгоняет КА, а тут никто никого не разгоняет, тут просто разворачивают

А насчет Юноны всё таки подскажите 

[Грехов Михаил]

И вот как получается - при вхождении в гравитационную сферу Юпитера объект имеет свой вектор, на выходе из этой сферы этот вектор остается или куда то разворачивается ?

Разворачивается... и скорость становится бОльше! После этого нет никаких шансов вернуть КА обратно во внутренние части Солнечной системы.

Если разворачивается - то с Земли можно запустить КА,  разогнать до n км/с еще в гравитационной сфере Земли,

Гм... сразу после старта разогнать в гравитационном поле планеты-стартовой площадки-Наоборот сама планета только вредит старту КА во всём. Там не разгон получается а торможение!

устить его по нужной траектории и он вылетит из гравитационной сферы со скоростью n плюс 30 км/с минус то что Земля затормозила своей гравитацией .. ведь объект летящий рядом с Землей со скоростью большей второй космической равнозначен объекту прилетевшему извне гравитационной сферы Земли .. и n должно быть больше второй космической или орбитальной скорости Земли или другого предела ?
Траектория этого КА может содержать гравитационный маневр еще до вылета из гравитационной сферы Земли - легкий разгон с выходом на эксцентричную орбиту, при приближении к планете разгон до скольки надо и маневр

Чёт не совсем понял описание траектории... можно ли как-нибудь поэтапно и более понятно?

Траектория этого КА может содержать гравитационный маневр еще до вылета из гравитационной сферы Земли - легкий разгон с выходом на эксцентричную орбиту, при приближении к планете разгон до скольки надо и маневр
Зачем тогда зашвыривать КА аж за Солнце если всю эту котовасию можно провернуть не улетая из гравитационной сферы Земли ?

Вы опять нифига не поняли! Не получится никакого разгона от Земли только засчёт того, что вы лишний раз "крутанётесь" по эллиптической орбите вокруг неё.

Хотите отправится к планете - разгоняйтесь минимум до орбиты вокруг Солнца сразу! Можно лишь скажем несколько раз разгонник включить, чтобы было оптимально! Никакого "профита" для скорости вы, оставаясь около Земли, не получите!   

+ на картинке КА возле Земли траекторию не изгибает
при этом если Земля его не разгоняет относительно самой себя то весь маневр не имеет смысла

Гы... а вы как это определили? лекало к экрану приставляли? Думаете вам там нарисована математически точная траектория с учётом всех пропорций и направлений? Это же просто рисунок для пояснения обывателю! нельзя по нему судить об особенностях траектории!!!

Манёв имеет смысл, поскольку КА двигаясь по эллиптической орбите может разогнаться подлетев определённым образом у любой планеты. Так вот и выбирают Землю. Попутно быть может что-то измерят и внесут коррективы в дальнейшую миссию! 

[михаил кулешов]

КА совершающий маневр у Солнца станет легче на массу израсходованого топлива...

[Jugger]

Разворачивается... и скорость становится бОльше! После этого нет никаких шансов вернуть КА обратно во внутренние части Солнечной системы.

Так тут получается некоторая путаница с относительными скоростями .. перед этим писалось, что скорость становится больше только относительно Солнца, а относительно Юпитера нет .. мне кажется корректнее говорить о скорости относительно трехмерной СО в которой одна из осей - Юпитер - Солнце, или Солнце - какая нибудь звезда, а то получается, что если КА на круговой орбите вокруг Солнца - то он относительно него не подвижен, а ведь он крутится
Так относительно такой СО получается разгон ?

А в википедии вот пишут, что скорости до и после маневра совпадают
См пост 65

Гм... сразу после старта разогнать в гравитационном поле планеты-стартовой площадки-Наоборот сама планета только вредит старту КА во всём. Там не разгон получается а торможение!

а разве не одно и то же получается торможение, если на небольшой скорости покидаешь окрестности Земли и потом разгоняешься и если разгоняешься сразу и покидаешь их быстро ?

Чёт не совсем понял описание траектории... можно ли как-нибудь поэтапно и более понятно?

Сначала запускаем КА на эксцентричную орбиту вокруг Земли - он поднимается, достигает афелия, начинает падать, добавляем ему скорости и он достигает большей скорости чем вторая космическая
Приближаемся к Земле уже по гиперболической траектории, КА уже равнозначен тому КА, который прилетел извне гравитационной сферы Земли, так как траектория гиперболическая
Проходим мимо Земли, делаем гравманевр и направляем КА в нужном направлении
В итоге мы разворачиваем и его 30 км/с орбитальной скорости Земли в нужном нам направлении, к этому добавляется его гиперболическая скорость в момент совершения маневра и отнимается то, что затормозит Земля когда КА будет от неё улетать

Вы опять нифига не поняли! Не получится никакого разгона от Земли только засчёт того, что вы лишний раз "крутанётесь" по эллиптической орбите вокруг неё.

Хотите отправится к планете - разгоняйтесь минимум до орбиты вокруг Солнца сразу! Можно лишь скажем несколько раз разгонник включить, чтобы было оптимально! Никакого "профита" для скорости вы, оставаясь около Земли, не получите!   

Так крутануться не для этого
Крутануться чтобы приблизиться к Земле на скорости большей второй космической, тоесть гиперболической траектории
Если сразу разогнать до этой скорости, то КА улетит от Земли на просторы космоса

Гы... а вы как это определили? лекало к экрану приставляли? Думаете вам там нарисована математически точная траектория с учётом всех пропорций и направлений? Это же просто рисунок для пояснения обывателю! нельзя по нему судить об особенностях траектории!!!

Манёв имеет смысл, поскольку КА двигаясь по эллиптической орбите может разогнаться подлетев определённым образом у любой планеты. Так вот и выбирают Землю. Попутно быть может что-то измерят и внесут коррективы в дальнейшую миссию!

Ну тогда другое дело .. но это возможно только если КА именно разгоняется гравманеврами, а не просто перешвыривается в другое направление, относительно трехмерной СО, а не какого то объекта

[Грехов Михаил]

Так крутануться не для этого
Крутануться чтобы приблизиться к Земле на скорости большей второй космической, тоесть гиперболической траектории
Если сразу разогнать до этой скорости, то КА улетит от Земли на просторы космоса

Гм... опять двадцатьпять!

Повторяю 10-й раз! Вы ничего не получите в плане приращения скорости от того, когда вы дадите импульс - то ли вначале траектории (в перигелии), то ли в афелии.

Если вы хотите изменить вектор скорости так, чтобы он совпал с направлением движения Земли по орбите, то в чём же дело - выбираете оптимально время старта, или же ожидайте благоприятных условий на низкой околоземной орбите.

А в википедии вот пишут, что скорости до и после маневра совпадают

Относительно планеты-"разгонника"... но относительно Солнца возрастает.

а разве не одно и то же получается торможение, если на небольшой скорости покидаешь окрестности Земли и потом разгоняешься и если разгоняешься сразу и покидаешь их быстро ?

Одно и тоже... в том то и дело!

Крутануться чтобы приблизиться к Земле на скорости большей второй космической, тоесть гиперболической траектории
Если сразу разогнать до этой скорости, то КА улетит от Земли на просторы космоса

Как вы не поймете одно, что допустим вы поднялись по эллиптической орбите над планетой... дали импульс-увеличили скорость... и летите "вскользь" к планете... да, ваша скорость увеличивается а затем (после минимального расстояния до планеты) начнёт вновь уменьшаться  и если как бы себе представить своё состояние относительно линии симметрии траектории... то как бы в "зеркальной точке" ваша скорость будет точно такой-же как и в момент импульса... только направление другое. всё. Выйгрыш-ноль!