引力弹弓

“看来只能使用航天史上屡试不败(爽)的老办法了。”娜秋莎说。

“什么办法?”唐雪问。

“引力弹弓效应”。娜秋莎有点怀疑唐雪是怎么被招进航天局的。是疫情当前,医生特别吃香吗?

“引力弹弓效应,就是利用行星的引力场来给航天器加速,将它甩向下一个目标,也就是把行星当作引力助推器。简单来说,木星围绕太阳公转,木星本身有速度和动能。当航天器从合适的角度和距离从木星旁边飞过时,木星的引力会拖拽着航天器跟它一起绕太阳公转,从而把自身的动能传递给航天器。航天器的速度得到提升,飞掠木星,好像是被木星这个引力的弹弓弹射出去一样。”小芸用大屏幕耐心地给唐雪科普。

“引力弹弓效应最初由前苏联科学家尤里·康德拉图克在《致有志于建造星际火箭而此文者》一文中提出。多年来,人类已经多次在航天器中应用了这一技术。最著名的是1979年3月旅行者1号飞掠木星,借助木星的强大引力实现了自身的加速,其日心速度一度达到了37kg/s,远远超过了此处的太阳系的逃逸速度。这是对引力弹弓效应的一次十分成功的应用。

引力弹弓效应可以多次叠加使用,1997年卡西尼号土星探测器发射时只带了很少的燃料,先后利用了四次弹弓效应(金星两次、地球一次、木星一次)。

引力弹弓效应,既可用于加速飞行器,也能用于降低飞行器速度。信使号飞行器频繁的使用引力助推来降低速度,最后进入环水星轨道。

引力弹弓效应也是有局限性的,在实际操作中,引力弹弓效应最大的局限是行星和太阳等的相对位置必须合适。航天器必须从适当的角度和距离飞掠行星。引力与距离的平方成反比。航天器距离行星太远,引力弹弓效应不能发挥作用,而距离行星太近则可能被行星引力捕获而坠入行星。另外,如果飞行器太过于接近行星,过于深入行星大气,那么其损耗的能量将会大于其从行星引力助推中获得的能量。”小芸讲得很细。

“Now,ourfirsttaskistoobserveandcalcutewhethertheretivepositionofJupiterandthesunisducivetotheaccelerationofthespacecraftwiththegravitationalslingshoteffect.(现在,我们的首要任务是观测和计算木星和太阳的相对位置是否适合通过引力弹弓给飞船加速)”斯蒂夫说。

通过光明号上的多个望远镜的综合观测和光谱分析,小芸得出结论:“只要消耗部分工质改变飞船的前进方向和速度,提前5个太阳日到达木星侧后方,是可以使用引力弹弓效应对飞船进行加速的。但是,加速后飞船的飞行方向与木星侧面一千多公里外的虫洞入口有所偏差。而飞船剩余的工质可能不足以校正这种偏差。”

大家盯着大屏幕,陷入了沉思。娜秋莎眼前一亮,指着木星附近的一颗卫星说:“木卫三,我们可否利用木卫三再完成一次引力弹弓?至少用木卫三的引力校正飞船的轨道。”

通过行星附近的卫星做引力弹弓,这种冒险的设想只要来自“战斗民族”的娜秋莎才能想到。别人遇到危险会恐惧。难道娜秋莎遇到危险时只会多巴胺和肾上腺素飙升?!

上一章目录+书架下一章