کم مصرف ترین راه خروج از منظومه شمسی چیه؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

کم مصرف ترین راه خروج از منظومه شمسی چیه؟

پست توسط rohamavation »

کم مصرف ترین راه خروج از منظومه شمسی چیست؟من می‌دانم که با فناوری کنونی ما نمی‌توانیم فقط یک خط مستقیم از منظومه شمسی پرواز کنیم، اما کد,l راه به کمترین سوخت نیاز دارi؟
در حال حاضر برای حرکت در منظومه شمسی در اطراف سیارات با استفاده از شلیک های زنجیر، کمک گرانشی و مواردی از این مورده
مسیر تور زمینی وویجر 2 از سه سیاره اول از چهار سیاره بزرگ مشتری زحل، اورانوس و نپتون استفاده کرد خوب اما این برای زمان بهینه‌سازی شده بود و در نهایت سرعت فرار بسیار بیشتر از خورشیدمرکزی داشت.
در عوض، فرض کنید هدف تمرین دستیابی به سرعت فرار هلیوسنتریک با استفاده از حداقل سوخت یا دلتا-v، با شروع از LEO، با انعطاف پذیری بسیار بیشتر در زمان، تقریباً 100 سال از پرتاب تا رسیدن به سرعت فرار بود (C3=0) . فرض کنید می تونید از پیکربندی بهینه سیارات در مدارشان شروع کنید.
آن مسیر چگونه خواهد بود؟ آیا هنوز هم از هر چهار سیاره استفاده می‌کنه یا می‌تونه با تعداد کمتری از آن عبور کنه؟ آیا منطقی است که به درون نگاه کنیم و در عوض از چهار سیاره سنگی استفاده کنیم؟کارآمدترین راه برای خروج از منظومه شمسی در حال حاضر، پرتاب به مسیری است که (مانند مسیری که برای گالیله استفاده شد) ممکن است شامل یک یا چند کمک گرانشی از زمین یا زهره باشد، اما در نهایت شما را به مشتری می‌رساند. اگر بتوانید به مشتری برسید، تقریباً مطمئناً می تونید این کار را به گونه ای انجام دهید که یک تیرکمان بچه گانه در مسیر فرار خورشیدی قرار دهید. برخورد با سیارات (شما وارد مسیر فرار سریع‌تری می‌شوید) و مانند تمام تیرکمان‌های گرانشی مشکل کاهش بازگشت وجود داره. هر چه سریعتر پیش بروید، آنها کمتر به شما کمک می کنند. به هر حال مشکل همانطور که گفتم اساساً همان مشکل رسیدن به مشتریه
پیشنهاد ماموریت Trident مسیری از این نوع را نشان می دهد. پرتاب اولیه به مدار انتقال زهره است. پس از آن، از کمک های گرانشی در زهره، زمین (دوبار) و مشتری استفاده می کند تا بدون مصرف سوخت قابل توجه بیشتر و با سرعتی که مطمئناً آن را از منظومه شمسی خارج می کند، به نپتون برسد.
یک سوال مرتبط این است که چگونه می توان برای یک منبع سوخت معین (معادل یک دلتا-V کل معین) هرچه سریعتر از منظومه شمسی خارج شد. شما هنوز با رفتن به مشتری شروع می کنید. سپس از گرانش مشتری استفاده می‌کنید تا شما را به مداری پرانرژی که ممکن است رها کنید، تا جایی که سیستم‌های شما می‌توانند از خورشید نزدیک شوند. هنگامی که به آنجا می رسید، تمام سوخت باقیمانده خود را می سوزانید و سپس به ساحل می روید. ممکن است از رویارویی با مشتری و/یا زحل در راه خروج کمی سود داشته باشید، اما آنقدر سریع حرکت می کنید که واقعاً مهم نیست.
مطالعه هزار AU محاسبه کرد که با استفاده از این تکنیک با یک پرتابگر جریان بزرگ می تونید با سرعتی حدود 10-15 واحد نجومی در سال از منظومه شمسی داخلی خارج شوید. یک مزیت اضافی این است که می تونید از هر جهتی که دوست دارید خارج شوید. کم و بیش، تقریبا.به نظر من، پرتاب از سمت غرب زمین و طی کردن یک تیرکمان در کنار خورشید برای یک چرخش حدود 90*، سپس انجام یک تسمه دیگر از کنار مشتری (سوزاندن تمام سوخت شما) کارآمدترین راه برای انجام این کار خواهد بود. موتورهای یونی و آینه ها نیز کارآمدترین روش پیشران خواهند بود، با این حال من توصیه می کنم از موتورهای معمولی LOXY برای وارد شدن به مدار و سپس موتورهای یونی برای شکستن مدار و رفتن به سمت خورشید استفاده کنید. اگر امروز موشکتان را در امتداد مسیر مداری سیارات پرتاب کنید، کارساز خواهد بود...
با این حال، راه دیگری برای انجام آن (دوباره با کمک خورشید) این است که به LEO بروید و سپس پریاپسی خود را در "سمت شب" زمین قرار دهید. سپس، در پریاپسیس، موتورهای خود را در حالت انفجار کامل قرار دهید تا زمانی که طرف دیگر مدار شما به سمت مخالف سول برود، و سپس ساحل را تا زمانی که به پایین برسید، و دوباره، انفجار کامل را انجام دهید. تا زمانی که شتاب گرفتن شما تمام شود، آپوآپسیس شما باید به خوبی خارج از منظومه شمسی باشد. شتاب sol
هیچ راهی برای خروج "مستقیم" از منظومه شمسی بدون شتاب و کاهش سرعت وجود نداره نیروهای گرانشی همیشه بر شما اثر می‌گذارند، و تا زمانی که به نقطه‌ای نرسید که گرانش نزدیک‌ترین جسم فراخورشیدی قوی‌تر از خورشید باشه از منظومه شمسی خارج نخواهید شد.
چرا کاوشگر خورشیدی پارکر با افزایش فاصله از خورشید سرعت خود را کاهش میده؟ بچه های هوپا چرا کاوشگر خورشیدی پارکر با افزایش فاصله از خورشید سرعت خود را از دست می دهد؟
زیرا انرژی و تکانه زاویه ای به صورت جداگانه کمیت های حفظ شده در مسئله دو جسم هستند. به جز جایی که کاوشگر فضایی پارکر با زهره پروازهای نزدیک داره، برهمکنش های گرانشی بین کاوشگر فضایی پارکر و منظومه شمسی بسیار نزدیک به عنوان یک مشکل دو جسمی (خورشید و کاوشگر)، به علاوه آشفتگی های بسیار کوچک از کاوشگر فضایی پارکر مدل سازی شده . سیارات
یک راه برای بیان بقای انرژی در مسئله دو جسم معادله vis-viva است.$v^2 = \mu\left(\frac2r - \frac1a\right)$جایی که
$μ=G(M+m)$ مجموع پارامتر گرانشی استاندارده جسم مرکزی و جسم در حال گردشه
r فاصله بین دو جسم است،a طول محور نیمه اصلی (ثابت)، وv بزرگی بردار سرعته.توجه داشته باشید که جرم کاوشگر فضایی پارکر بسیار کمتر از جرم خورشید است که می توان جرم کاوشگر فضایی پارکر را از عبارت μ=G(M+m) رها کرد.
، که منجر به μ=GMsun می شود
توجه داشته باشید که تنها متغیر سمت راست معادله vis-viva فاصله شعاعی است. با افزایش فاصله شعاعی، قدر مربع بردار سرعت (و در نتیجه بزرگی بردار سرعت) کاهش می یابه
بدون ریاضیات بخوام بگم از فیزیک کمک میگیرم بقای انرژی حکم می کند که مجموع انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل گرانشی یک جسم در حال گردش باید ثابت بمونه همانطور که جسم در حال گردش از جسم مرکزی دورتر می شود، انرژی بالقوه جسم در حال گردش افزایش می یابد، که به این معنی است که انرژی جنبشی آن نیز باید کاهش یابه. این به نوبه خود به این معنیه که سرعت جسم در حال گردش باید کاهش یابه.
تصویر

ارسال پست