Vraag:
Zou het verlaten van het ecliptische vliegtuig enig voordeel opleveren voor interstellaire reizen?
Anthony Neace
2013-07-30 03:43:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Afgezien van het voor de hand liggende antwoord dat je gemakkelijk de grotere lichamen in het zonnestelsel kunt vermijden. Ik ben in de eerste plaats benieuwd naar de mechanica van dit streven - zou het enig voordeel hebben om te proberen het zonnestelsel te verlaten, zeg maar ... loodrecht op de ecliptica?

In welke richting zou je het snelst uit de invloed van de zon komen, en zou je onderweg kunnen profiteren van die omgeving om dingen te versnellen?

Vijf antwoorden:
#1
+20
PearsonArtPhoto
2013-07-30 04:22:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De snelste manier om het zonnestelsel te verlaten, is door zoveel mogelijk gasreuzen te passeren en hun zwaartekracht te gebruiken om je sneller te slingeren. Aangezien er geen planeten buiten de ecliptica zijn, zou het niet voordelig zijn om het eclipticale vlak te vermijden. Dit geldt totdat we echt snelle ruimtesondes beginnen te krijgen.

Bovendien zou het passeren van de planeten je de kans geven om af te breken, door er omheen te slingeren om terug te keren naar de aarde, in het geval van een snelle catastrofale mislukking (geheel mogelijk).

Om dit punt te bewijzen, heeft New Horizon de aarde verlaten als het snelste ruimtevaartuig dat ooit de baan van de aarde heeft verlaten en de baan van de maan in slechts 9 uur heeft bereikt. Toch zal het de Voyager-sondes nooit inhalen, omdat ze de zwaartekracht van zowel Jupiter als Saturnus gebruikten om te versnellen. Ik kan het niet beter zeggen dan Wikipedia, dus hier is het volgende:

New Horizons krijgt vaak de titel van Fastest Spacecraft Ever Launched, hoewel de Helios-sondes dat wel zijn misschien wel de houders van die titel als gevolg van de snelheid die is opgedaan tijdens het vallen in de richting van de zon. New Horizons bereikte echter de hoogste lanceersnelheid en verliet de aarde dus sneller dan enig ander ruimtevaartuig tot nu toe. Het is ook het eerste ruimtevaartuig dat rechtstreeks in een zonnevluchttraject wordt gelanceerd, waarvoor een snelheid van ongeveer 16,5 km / s (59.000 km / u; 37.000 mph) nodig is, plus verliezen, die allemaal door de lanceerinrichting moeten worden geleverd. Het zal echter niet het snelste ruimtevaartuig zijn dat het zonnestelsel verlaat. Dit record wordt gehouden door Voyager 1, die momenteel 17.145 km / s (61.720 km / h; 38.350 mph) rijdt ten opzichte van de zon. Voyager 1 bereikte een grotere hyperbolische overtollige snelheid van Jupiter en Saturnus gravitatiekatapulten dan New Horizons.

Bovendien wordt het aantal objecten in het ecliptisch vlak enorm overschat. De ruimte is echt heel groot, en we moeten heel zorgvuldig plannen om een ​​ruimtevaartuig met opzet naar een andere planeet te brengen. Zelfs een kleine misser veroorzaakt problemen. Er is daar niet veel, en er is veel te winnen door door het ecliptische vlak te gaan.

De dag dat we een ruimtevaartuig hebben dat in staat is tot zeer hoge stuwkracht gedurende langere tijd, zullen we waarschijnlijk niet nodig hebben deze snelkoppeling, maar voor nu is het een hulpmiddel van onschatbare waarde.

+1 voor het erkennen van de voordelen van de zwaartekracht helpt en aborteert kansen.
Zou je niet een zwaartekrachthulp van gasreus kunnen gebruiken en over of onder een van de palen gaan? Effectief je loodrecht op de ecliptica slingeren?
@Fezter: Absoluut.
Nee, dat is niet de snelste manier om het zonnestelsel te verlaten. Zie het antwoord van Deer Hunter.
#2
+17
Deer Hunter
2013-08-05 00:19:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Er zijn twee belangrijke redenen waarom je buiten het eclipticale vlak gaat:

  • Je wilt naar een bepaalde ster gaan.
  • Je wilt de zon op een directe lijn tussen je toestel en een ander punt aan de hemel (meestal een sterrensysteem of een interstellaire sonde naar dat zonnestelsel) om de zwaartekrachtlens van de zon te benutten (dat wil zeggen, je bestemming begint rond 550-740 AU van de zon) om geweldig extra versterking van ontvangen / verzonden radiosignaal (bijvoorbeeld 57 dB bij 1,42 GHz).

In ieder geval is het traject om je snel uit Dodge te krijgen en rechts zal perihelion-voortstuwende manoeuvre moeten gebruiken in de buurt van de zon (zo dicht als je warmteafgifte kan tolereren) nadat de zwaartekracht wordt ondersteund door Saturnus en Jupiter (het Krafft Arnold von Ehricke traject). Je zou het periheliumpunt kiezen om je snelheidsvector in de gewenste richting te draaien.

Referenties:

  • Deep Space Flight en communicatie: de zon exploiteren als een gravitatielens Claudio Maccone. Springer, 2009.
  • Krafft Arnold von Ehricke, "Saturn-Jupiter Rebound. Een methode om met hoge snelheid ruimtevaartuigen uit het zonnestelsel te werpen". Journal of the British Interplanetary Society, deel 25, 1972. Pp.561-571.
Dit antwoord is veel beter dan het geaccepteerde antwoord. Om zelfs maar in de buurt van bruikbare interstellaire snelheden te komen, zou je een voortstuwende zonnevlieger moeten gebruiken. Dus de Voyager-benadering is lang niet de snelste manier om het zonnestelsel te verlaten, zoals wordt beweerd in dat andere antwoord.
Ik vind dit antwoord leuk. Het leek me altijd dat de zon een verbazingwekkend Oberth-voordeel zou kunnen opleveren als een bijna periheliumverbranding kon worden veroorzaakt. Ben blij dat het een naam heeft: het Kraft Arnold von Ehricke-traject. XKCD had [een foto] (https://xkcd.com/1244/) maar Randall deed dit niet goed.
#3
+2
Hobbes
2017-10-24 11:52:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Het eclipticale vlak van ons zonnestelsel staat onder een hoek van ongeveer 60º ten opzichte van het galactische vlak van onze melkweg.

De Melkweg is ongeveer 100.000 ly (30 kpc) in diameter en gemiddeld ongeveer 1000 ly (0,3 kpc) dik. Dit betekent dat wanneer je het zonnestelsel verlaat langs ons ecliptisch vlak, je de sterren in onze buurt kunt bezoeken, maar je 'snel' de melkweg verlaat. Je kunt een zwaartekrachtassistent van een van de gasreuzen gebruiken om je traject naar het galactische vlak te richten, zodat je veel meer sterren kunt bezoeken.

#4
  0
James Jenkins
2013-07-30 04:29:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ervan uitgaande dat je voldoende energie hebt voor een constante stuwkracht van 1 g .

Op een interstellaire reis heeft het ecliptische vlak weinig tot geen betekenis. Als uw reisrichting over het algemeen in de juiste hoek (90 °) met het vliegtuig staat, heeft het weinig zin om alle obstakels in het zonnestelsel te omzeilen.

-1 voor het negeren van de voordelen van de zwaartekracht helpt en aborteert kansen.
@Erik Als je een constante stuwkracht van 1 g hebt, waarom zou je dan omleiden voor een zwaartekrachtassistent? Zou dat niet hetzelfde zijn als 80 kilometer rijden om een ​​cent te besparen op brandstof?
@Erik - Hoe breng je die _op het vlak_ over in een _ loodrecht op het vlak_ een met katapulten? Je accelereert gewoon in de verkeerde richting en zou dezelfde hoeveelheid brandstof moeten verbranden om je ruimteschip loodrecht op het vliegtuig te richten, ongeacht hoe lang of snel je evenwijdig accelereert. Wat mis ik?
@JamesJenkins - je zult altijd de extra energie willen hebben die de katapult geeft. Misschien wil je sneller aan Sol ontsnappen, of wil je misschien de zwaartekrachtassistent hebben als je 1g-schijf niet start ...
@TildalWave Alles wat je doet is rond, zeg maar, Jupiter slingeren met een Joviaanse helling van 90 graden.
@Erik - Verdorie, je hebt gelijk. Ik weet niet zeker hoe ik dat gemist heb toen ik uitgerust was, en het lijkt kinderspel nu ik op het punt sta in coma te raken. Ik denk dat al dat gepraat over vlaktes me deed overschakelen naar 2D. :)
#5
-2
Ross Nicholson
2017-10-24 07:04:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

We zouden deze vraag met meer duidelijkheid kunnen beantwoorden als we kennis hadden van elk stukje materie in ons sterrenstelsel. Behalve door de zwaartekracht kunnen snelheidsoverdrachten via stoten (al dan niet geleid) botsen. Dus met nauwkeurige kennis van de banen van elke asteroïde, zouden we met weinig moeite een ketting van zwaartekrachtassistenten en / of lichaamsbotsingsgebeurtenissen kunnen veroorzaken die zouden leiden tot een maximale interstellaire snelheid die met de huidige middelen kan worden bereikt.

Deze methode lijdt aan extreem afnemende opbrengsten met kleine massa's, de enorme moeilijkheid om het momentum elastisch over te brengen van botsingen met tientallen kilometers per seconde, en de ongelooflijk grote hoeveelheid tijd die nodig is om te profiteren van alle mogelijke micro-optimalisaties en om * te berekenen * hen.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...