Gravitační prak
Gravitační prak letecký termín používaný v okružní mechanice se odkazuje na použití pohybu planet v sluneční soustavě aby změnil cestu a rychlost meziplanetární kosmická loď. To je běžně používaný maneuver pro navštěvující vnější planety, který by jinak vzal mnoho roků k dosahu.Zvažovat kosmickou loď na trajektorii, která vezme to blízko u planety, říkat Jupiter. Jak kosmická loď se blíží k planetě, Jupiter je vážnost potáhne kosmickou loď, zrychlovat to. Poté, co prošel kolem planety, vážnost bude pokračovat potáhnout kosmickou loď, zpomalovat to. Síťový účinek na rychlost je nulový, ačkoli směr může se měnili v procesu.
Tak kde je prak? Klíč má pamatovat si, že planety nestojí na místě, oni se pohybují v jejich orbitách kolem Slunce. Tak zatímco rychlost kosmické lodi zůstala stejná jak uměřený Jupiterem, rychlost může být různá jak uměřená dalším pozorovatelem, říkat tady na Zemi. Se spoléhat na směr odchozí nohy trajektorie, kosmická loď může získat významný zlomek okružní rychlosti planety. V případě Jupitera, toto je u konce 13 km/s.
Rychlost vyhrála, znovu, jak viděný od země, je zřídka důležitý v sám. My typicky neletí s kosmickými loděmi k náhodným bodům ve vesmíru ale konkrétním místům jako planety. Dokonce v tomto případě prak má množství aplikací.
To je důležité rozumět jak pohyb kosmické lodi od planety k planetě; oni neletí přímo od důvodu k bodu, protože planety jsou sám v pohybu. Jestliže vy cestujete přímo vnější od Země k Marsi, vy přijdete ocitnout se letět pravý to. Toto je, protože země už se pohybovala “vpřed” na oběžné dráze hodně rychlejší než Mars, 30 km/s vs. 24 km/s, tak ledaže vy jste ztratili to zvlášť 6 km/s vy dojdete daleko příliš rychle zadat orbitu.
Tradiční způsob, jak vyřešit tento problém má používat Hohmann převodovou orbitu, novou elipsovitou orbitu se Zemí u jednoho fokusu a Mars u jiný. Jestliže vy uspořádáte načasování správně kosmická loď přijde k vnějšímu konci jeho orbity správně, zatímco Mars projede kolem, na kterém místě jen malá oprava je potřeboval zadat orbitu. Tyto druhy převodů jsou běžně používané pro pohybování mezi orbitama přes Zemi, země-Moon a země-Mars převody.
Hohmann převod do vnějších planet vyžaduje dlouhé doby a značný”delta V”, naprostá změna v rychlosti potřebovala se zrychlit a zpomalit se u jednoho konce orbity. Toto je kde prak najde jeho nejvíce obyčejná použití. Místo toho Hohmann trajektorie k, říkat Saturn, kosmická loď je místo toho zaslal cestu to je zaměřené více přímo u Jupiteru a praku je pak zvyklý na změnu směr kosmické lodi k Saturnu. V dělat tak, ještě malá množství paliva utrácela v umístění a zrychlování kosmická loď na jeho cestě k Jupiteru bude zvětšená mnohokrát, jakmile to přijde. Nicméně to také znamená, že řemeslo přijde k létání Saturna velmi rychle to, takzvaný “letět-misí”. Takové mise vyžadují opatrné načasování, který je proč vy často slyšíte odkazy na okno startu když diskutuje o nich.
To je možné používat prak, aby zadal orbitu také. V tomto případě prak kolem Jupitera je používán zpomalovat kosmickou loď, ztrácet některých těch 20 km/s rozdíl ve Zemi-Saturn okružní rychlosti. Hohmann převod do Saturnu by vyžadoval úhrn 15.7 km/s delta V, který není uvnitř schopnosti našich currenct posilovače kosmické lodi. Místo toho kosmická loď je poslána k Jupiteru, kde prak mění jeho směr a rychlost tak že to zastaví Saturn u pořádné rychlosti. Tento výlet může brát déle, ale odkázat použití značně méně delty V, dovolovat mnohem větší kosmickou loď být poslán. Takový strategie byla používána na Cassini sondě, jehož 6.7-year tranzit je mírně delší než šest roků potřebovaných pro Hohmann převod ale řez úplné množství delty V potřebovaný k asi 2 km/s, tolik to velký a těžký Cassini byl schopný dosáhnout Saturna dokonce s malými dostupnými posilovači.
Další příklad je Ulysses, ESA kosmická loď, která studovala polární oblasti slunce. Celá orbita planet více nebo méně v letadle zarovnaném s rovníkem slunce: se stěhovat do orbity procházet přes tyče slunce, kosmická loď by musela měnit jeho 30 km/s orbity země k jinému trajektorie u pravých úhlů k letadlu Země je orbita, úloha nemožný po proudu pohon kosmické lodi systémy. Místo toho řemeslo bylo posláno k Jupiteru, chtěl přijít k bodu ve vesmíru jen “v přední straně” a “dole” planeta.
Jak to prošlo kolem planety, sonda ' padal ' přes Jupiter je spádová oblast, půjčovat si minutové množství hybnosti od planety; po to prošlo kolem Jupiteru, změna rychlosti ohnula trajektorii sondy nahoru ven letadla planetárních orbit, umisťovat to na oběžné dráze to vynechalo tyče slunce, skýtat tu oblast viditelnou pro sondu. Celá tato požadovaný byl množství paliva potřebovalo poslat Ulyssese do úrovně blízko Jupitera, dobře uvnitř aktuální technologie.