¿Cómo utilizó la nave espacial New Horizons la gravedad de Júpiter para aumentar su velocidad?

Era. De hecho, fue enviado directamente al pozo gravitacional de Júpiter a propósito .

Todas nuestras sondas al Sistema Solar exterior (Pioneer 10 y 11, Voyager 1 y 2, Cassini-Huygens y New Horizons) fueron enviadas deliberadamente hacia Júpiter, donde estudiaron el sistema joviano y luego usaron un “tirachinas gravitacional” para ganar velocidad en ruta a su próximo destino. La razón por la que no fue capturada por Júpiter es porque viajaba a una velocidad superior a la velocidad de escape de Júpiter.

Esta estrategia se usa muy comúnmente con sondas espaciales no tripuladas. La Voyager 2 en realidad lo usó tres veces, usando asistencias gravitacionales de Júpiter, Saturno y Urano en el camino a Neptuno y más allá. Incluso se puede hacer de la otra manera, volando de una manera que ralentiza una sonda en lugar de acelerarla. Es muy difícil llegar a Mercurio porque ese planeta está muy profundo en el pozo gravitacional del Sol, y se necesita una gran cantidad de delta-v para ralentizar una sonda lo suficiente como para acercarse a Mercurio. Mariner 10 usó un enfoque de Venus para reducir la velocidad, ya que podría hacer sobrevuelos repetidos de Mercurio, y la sonda MESSENGER lo hizo mejor, volando intencionalmente por la Tierra una vez, Venus dos veces y Mercurio tres veces para reducir la velocidad lo suficiente como para entrar en órbita. alrededor de Mercurio

A2A La maniobra se llama “asistencia por gravedad” y es como una “acción de derby de rodillos” en la que un miembro del equipo lanzará a otro hacia adelante, pero debe hacerse a la perfección.

Al pasar detrás del planeta, la gravedad del planeta atrae a la nave espacial, y la velocidad de avance la lanza hacia adelante, transfiriendo una cantidad muy pequeña de energía cinética desde la órbita de Júpiter alrededor del sol directamente a la energía cinética del satélite. Júpiter pierde muy poca velocidad orbital alrededor del sol, pero un pequeño satélite gana proporcionalmente más de tal encuentro. Cuanto más cerca esté el pase, mayor será el impulso: el riesgo es acercarse tanto que la atmósfera del planeta cause suficiente resistencia para desacelerar la nave espacial.

Por el contrario, pasar delante de un planeta en su movimiento alrededor del sol ralentizará una nave espacial. La Voyager 2 pasó por encima de Neptuno para poder ver mejor a Titán, perdiendo un poco de velocidad en el proceso, luego de obtener aumentos de Júpiter, Saturno y Urano al salir. Voyager 2 ahora se dirige a un curso que lo lleva por debajo del plano eclíptico.

New Horizons solo tenía a Júpiter para jugar en su trayectoria hacia el sistema Plutón-Caronte.

Exploración del sistema solar – Voyager 2 en profundidad

Exploración del sistema solar: nuevos horizontes en profundidad

Una cartilla de asistencia por gravedad – en la NASA

El mecanismo se llama “asistencia por gravedad”, y me gusta la analogía que usa la NASA en el sitio Una cartilla de asistencia por gravedad: imagina que eres un ciclista que se desliza por un valle simétrico. A medida que avanzas hacia el fondo del valle, recoges impulso, pero a medida que avanzas hacia el otro lado, devuelves ese impulso. La nave espacial es el ciclista, Júpiter (con su campo de gravedad) es el valle. Hasta ahora, no hay impulso. Pero ahora imagine que el valle mismo se está moviendo, en la dirección en que viaja. Por lo tanto, obtiene un impulso en su camino, en relación con un marco de referencia estacionario. Aquí puede pensar que el Sol proporciona ese marco de referencia.

Si esa explicación no ayudó, eche un vistazo al sitio web, que tiene un par de analogías alternativas.

PD: La nave espacial es el New Horizon s .

Este fenómeno se llama tirachinas gravitacionales o asistencia gravitacional. Pero, ¿cómo ayuda esto a acelerarlo? Claro, a medida que la nave espacial vuela hacia el planeta, se acelera. Pero luego, a medida que se va volando, vuelve a disminuir. Este proceso se reduce a cero, sin un aumento general de la velocidad a medida que su nave espacial entra y sale de la gravedad. Entonces, aquí está el truco, cada planeta tiene una velocidad orbital que viaja alrededor del Sol.
A medida que la nave espacial se acerca al planeta, su gravedad empuja a la nave espacial mucho más ligera para que alcance al planeta en órbita. Es el impulso orbital del planeta lo que le da a la nave espacial un tremendo impulso de velocidad. Cuanto más cerca puede volar, más impulso recibe y más rápido se aleja del encuentro.
Para aumentar aún más la velocidad, la nave espacial puede disparar sus cohetes durante el acercamiento más cercano, y el encuentro de alta velocidad multiplicará el efecto de los cohetes. Este aumento de velocidad tiene un costo. Sigue siendo una transferencia de impulso. El planeta pierde un poco de velocidad orbital.

Si hiciste suficientes tirachinas gravitacionales, como varios miles de millones de tirachinas, eventualmente causarías que el planeta se estrellara contra el Sol. Puede usar tirachinas gravitacionales para desacelerar haciendo todo al revés. Te acercas al planeta en la dirección opuesta a la que está orbitando el Sol. La transferencia de impulso ralentizará la nave espacial una cantidad significativa y acelerará el planeta una cantidad infinitesimal.

Un objeto tiene lo que se llama velocidad de órbita. Esta es la velocidad requerida para permanecer en una órbita estable, sin estrellarse o volar hacia el azul salvaje.
Cuando New Horizon pasó a Júpiter, habría pasado por el borde exterior de la atracción gravitacional. Al hacer esto, la gravedad lo empuja hacia adentro y hacia adelante, hacia el planeta, acelerándolo. Sin embargo, es demasiado lejos para entrar inmediatamente en una órbita estable o bloquearse. Va más y más rápido, y finalmente alcanza la velocidad suficiente para romper la órbita inestable que se toma. Básicamente, el campo de gravedad se derrota arrojando el objeto fuera del alcance.

¿Sabes cómo los planetas tienen gravedad? Cómo tienden a atraer otros cuerpos masivos hacia sí mismo, a veces bloqueando ese cuerpo en órbita alrededor de sí mismo porque no puede agarrarlo ni arrojarlo.

Lo que hizo la NASA requiere muchas matemáticas, con instrucciones detalladas y precisas para que New Horizons aproveche el pozo de gravedad masiva de Júpiter, su rotación y su órbita alrededor del sol para realizar la Asistencia por gravedad. El cohete sobre el que se lanzó New Horizons fue lo suficientemente fuerte como para llevarlo a Júpiter y su plano orbital. New Horizons tenía una ventana de aproximación a Júpiter; tenía que estar lo suficientemente cerca para acelerar la aproximación pero lo suficientemente lejos como para no entrar en la órbita de Júpiter. Si Júpiter no estuviera orbitando el Sol (imposible), entonces el planeta no habría podido ofrecer ninguna influencia para “agarrar” Nuevos Horizontes y lanzarlo a Plutón.

No. Teóricamente sí, pero el cambio en el momento angular del planeta será demasiado bajo debido al sobrevuelo de una sonda espacial. Especialmente en el caso de un planeta tan masivo como Júpiter.

http://space.stackexchange.com/q …

Si algo se sumerge en el pozo de gravedad de un planeta, luego vuelve a salir, gana y luego pierde energía, en el marco de referencia de ese planeta. Pero si ese marco de referencia se está moviendo, es decir, el planeta se está moviendo, como se ve desde otro marco de referencia, puede ganar la velocidad del planeta. Entonces, entrar y salir de la gravedad de Júpiter puede agregar la velocidad de Júpiter a la velocidad original de la sonda.

En realidad, utilizó la gravedad de Júpiter para una maniobra de tirachinas para obtener más velocidad.

La desaceleración de New Horizon del planeta Júpiter era y sería indetectable. En términos prácticos, podríamos sobrevolar un número infinito de naves espaciales sin cambiar el giro de Júpiter.

Cuando se lanzó, el nuevo horizonte tenía una velocidad de 16.5KM / seg. Al usar el efecto de honda de la gravedad de Júpiter, su velocidad aumentó a 23KM / seg. Cuando llegó a Pluot, la velocidad se redujo a unos 14 km / s debido a la gravedad del Sol.

simplemente es como una pelota golpeada por un bate. no es un contacto real, el contacto es “solo por gravedad”, pero el lanzador tiene una bola rápida de 90 mph y el bate oscila a 50 mph. la velocidad de colisión es 140 y la pelota se aleja a 140. el bate y la masa tienen más masa y continúan. la pelota se aleja a la velocidad de aproximación combinada. Le pregunté a la misma P. Pensé que la pelota devolvería la velocidad de gravedad de la aproximación cuando se fuera. No es así, hay una transferencia neta de impulso. La masa del gran planeta es tan grande que la reducción de la velocidad está por debajo de las fluctuaciones cuánticas.

Definitivamente fue influenciada por la atracción gravitacional de Júpiter. Ese era el plan; permitió a New Horizons llegar a Plutón más rápido.

New Horizons no se convirtió en un satélite de Júpiter porque iba demasiado rápido para ser capturado por la gravedad de Júpiter.

Asistencia por gravedad

A2A: ¿Cómo no influyó New Horizons la atracción gravitacional de Júpiter? ¿Cómo pasó a través del espacio de gravedad de Júpiter?

¿Qué te hace pensar que no fue así? Todo lo que está en órbita en el sistema solar se ve afectado por la gravedad de Júpiter.