Kelionės kvietimas (pabaiga)

Kelionės kvietimas ( baigiasi )

Valerija Sirota
"Quantic" № 11, 2016

Pabaiga. Žiūrėkite "Quantum" pradžią Nr. 10, 2016.

Pav. 1. Rutuliniai judesiai prieš ir po to, kai pasiekė fiksuotą sieną

Taigi, pažiūrėkime, kaip Jupiteris pagreitina praeinamąjį jo skraidantį erdvėlaivį. Pradėkime nuo toli. Įsivaizduokite, kad rutulys elastingai pritraukia didelę fiksuotą sieną nuo reidos (1 pav.). Kada greičiu kamuolys bus po to, kai jis pateks? Žinoma, tas pats, kaip tai buvo – sakai. Ir dabar leiskite to paties kamuoliuko nukreipti link sienos. Kas atsitiks?

Pažvelkime į tai, kas vyksta nuo ant sienos esančio skruzdėlio padėties. Kadangi siena juda tolygiai, ji netgi nemato šio judesio; jam atrodo, kad jis ir jo siena stovi. Tai vadinama Galilėjos reliatyvumo principu: jei kas nors juda tiesia linija esant pastoviam greičiui, visi jo fizikos įstatymai vykdomi taip pat, kaip ir stacionariai – jūs negalite pasakyti. (Dėl to, jei, pavyzdžiui, nebūtų pitching, nebus galima nuspręsti – šis laivas plaukioja praeityje arba mes einame pro laivą … ir taip ir taip tiesa!)

Pav. 2 Tas pats su judančia siena

Taigi mūsų antkas sėdi pats, ir staiga jam skrenda kamuolys! Kaip greitai plaukioja? Na, jei kamuolys greitis buvo lygus mums vir sienos greitis tutada rutulys artėja prie skruzdėlės greičiu v + tu.1 Dėl muilo viskas vyksta taip, tarsi siena būtų nejudama; hit! – ir kamuolys skrenda tame pačiame greicyje v + tu. Dabar lieka eiti į mūsų nustatytą pamatų sistemą, tai yra, "nusileisti" nuo sienos: matome sieną, važiuojančią greitu tuir nuo jo sparčiai skrendantis kamuolys v + tu. Iš viso, jis greičiau eina nuo mūsų v + 2tu! Nuo pataikymo į judančią sieną, kamuolys įgavo greitį. Tai nenuostabu, mes dabar matome tai: futbolas (siena yra žaidėjo pėda) ir tenisas (siena yra raketė) …

Jei rutulys plaukioja ne statmenai sienai, bet kampu – greitis vis tiek bus, bet mažesnis. Ir jei kamuolys nukrenta į atsitraukiančią sieną, tai yra slopinamas – taigi žaidėjai sustabdo rutulį savo kojomis.

2 klausimas. Kamuolys skrenda 60 km / h greičiu ≈ 18 m / s. Kaip greitai futbolininko pėda turėtų judėti taip, kad po to, kai jis su jais pateko kamuolį?

Tas pats principas veikia ir gravitacinio manevro atveju – vadinamasis apskritimas aplink planetą, kad padidėtų (arba sumažėtų) greitis. Planeta, žinoma, nėra siena, ir mūsų aparatas to nesibaigia, bet viskas atrodo labai panaši: vietos gyventojai, jei jie būtų, atrodytų, kad aparatas, pasukęs planetą,išbrauktas tuo pačiu greičiu, kokį jis skrido; ir mes pamatysime iš šono, kad dėl planetos judėjimo aplink Saulę mūsų aparato greitis padidėjo – planeta "išsisklaidė".

Pav. 3 Trajektorijos erdvėlaivių "Voyager-1" ir "Voyager-2"

Pavyzdžiui, erdvinio zondo "Cassini" nepakaktų "skraidyti" savo greitį net į Jupiterį, ir jis jau du kartus skris į Venerą (ir į intervalą į Žemę), kad paspartintų ir pasiektų Jupiterį, ir jam – Saturnui. Kodėl Venera, o ne Marsas, ar jis daugiau "kelyje"? Kadangi Venus turi daugiau greitį! (Būtent todėl, kad jis yra arčiau saulės). Taigi, tai įmanoma geriau paspartinti. Kodėl paskatinti Jupiterį? Kadangi jis yra toli, iki pusės iki Saturno. Iki to laiko, kai automobilis pasiekia Jupiterį, jo greitis jau yra labai sumažintas, ir net gana mažas (13 km / s) greitis Jupiterio bus puiki pagalba. Ir Jupiteris taip pat yra labai sunkus: jis gali lengvai pasukti automobilį praeiti bet kuria kryptimi, kuria mums reikia. Kuo didesnis posūkio kampas, tuo didesnis greitis. Kad "lengvas" Marsas pastebimai pakeistų laivo judėjimo kryptį, reikia skristi labai arti.Tačiau Marsas taip pat naudojamas manevrams: pavyzdžiui, zondas "Rozetė" skrido praeityje (beveik paliesdamas atmosferą), ruošiasi "pritvirtinti" prie praeityje plaukiojančios kometos.

Per visą kosmoso žvalgymo istoriją, mūsų erdvėlaiviai skrido 5 kartus virš Saturno orbitos – tai Pionieriai-10, 11, Voyagers-1, 2, kurie jau buvo toli už Neptūno, pionierių ir Naujųjų Horizonų, kuris ką tik praėjo Plutoną. Visi jie ir toliau sklendžia nuo saulės, tačiau prarandamas ryšys su "pionieriais", o "Voyagers", kuris prasidėjo prieš 40 metų (!), Tęsiasi. "Voyager 1" oficialiai "išskleidžiama iš Saulės sistemos" ir dabar plaukioja 20 milijardų kilometrų atstumu = 135 AU. nuo saulės greičiu 17 km / s.

Pav. 4 Štai kaip Voyager-2 greitis pasikeitė, kai jis pasitraukė nuo saulės (raudona linija); aštrūs šuoliai – gravitaciniai manevrai netoli planetų. Mėlyna linija parodo greitį, kurio reikia tam tikru atstumu nuo saulės, kad sklandė toli be galo; be "Jupiterio" "Voyager" neturėtų pakankamai greito laiko, ir jis galų gale sugrįš į Saulę

3 klausimas. Ką šie vertikalieji lazdelės reiškia 4 paveiksle, "klijuoti ant viršaus", kad greičio šuolis prie kiekvienos planetos? Kodėl Neptūne šis lazdelė ilgiau nei Uranas?

Skrydžio laikas į Saturną, skirtą erdvėlaivėms, svyruoja nuo 3 iki 8 metų, taigi 4 metai tikrai šiek tiek. Ir šio straipsnio pradžioje paminėtoje minties pokalbyje (Quantum Nr. 10, 2016 m.) Iš tikrųjų galėjo kilti – pavyzdžiui, tarp instituto direktoriaus ir mokslinės grupės vadovo. Tik taip, žinoma, būtų vieta ne asmeniui, o prietaisui. Ne tik pavojinga žmonėms perkelti į tokį atstumą labai ilgą laiką, bet ir labai brangiai: po to žmogui reikia daug vietos, patikimos apsaugos nuo kosminių spindulių, oro, maisto, šilumos … ir tokiose ekspedicijose svoris skaičiuojamas gramais. Yra dar viena aplinkybė: daugeliui įtaisų sėkmingai veiklai reikia šaltos ir perteklinės šviesos nebuvimo. Žmogus juos tik užkirstų. Ir žmonės sužinojo, kaip užduoti instrumentus, skaityti iš jų duomenis ir net juos taisyti radijo gedimų atveju.

4 klausimas. Kosmoso zondas artėjo prie Jupiterio kampu a) 60 ° b) 45 ° jo judėjimo kryptimi, o po manevro (be variklių) jis skrido Jupiterio judėjimo kryptimi 26 km / s greičiu. Kiek greitį jis turėjo priartėti prie Jupiterio ir kiek jis su tokiu manevru pasiekė greitį? Jupiterio orbitinis greitis yra 13 km / s.

Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: