Asysta grawitacyjna
Asysta grawitacyjna to technika zmiany prędkości i kierunku ruchu statku kosmicznego poprzez wykorzystanie pola grawitacyjnego planet lub innych dużych ciał niebieskich. Metoda ta została opracowana w 1959 roku i jest obecnie szeroko stosowana w misjach międzyplanetarnych, aby osiągnąć zewnętrzne planety Układu Słonecznego.
Powody stosowania asysty grawitacyjnej
Ruch w przestrzeni międzyplanetarnej wymaga uwzględnienia grawitacji Słońca. Pojazdy zmierzające do wewnętrznych planet, takich jak Wenus i Merkury, muszą przyspieszyć, a następnie zwolnić, aby wejść na orbitę. W przypadku zewnętrznych planet, prędkość musi być zwiększona, aby oddalić się od Słońca. Tradycyjne napędy rakietowe wymagają dużych ilości paliwa, co prowadzi do poszukiwania efektywniejszych metod, takich jak manewr transferowy Hohmanna. Chociaż ta metoda pozwala na minimalizację zużycia paliwa, jest czasochłonna – podróż z Ziemi na Marsa zajmuje 7-9 miesięcy.
Ograniczenia asysty grawitacyjnej
Asysta grawitacyjna ma swoje ograniczenia, w tym:
- Dostosowanie do położenia planet: Misje, takie jak Voyager 2, muszą być przeprowadzane w określonych momentach, aby skorzystać z asysty grawitacyjnej.
- Atmosfera planet: Zbyt bliskie zbliżenie do planety może prowadzić do oporu atmosferycznego, co zmniejsza prędkość statku.
- Ograniczenia związane z Słońcem: Asysta grawitacyjna w pobliżu Słońca jest ograniczona ze względu na jego masę i temperaturę.
- Ogólna teoria względności: Zbliżenie do horyzontu czarnej dziury może prowadzić do utraty prędkości.
Przykłady zastosowania asysty grawitacyjnej
Asysta grawitacyjna była używana w wielu misjach kosmicznych, w tym:
- Mariner 10: Pierwsze zastosowanie asysty grawitacyjnej w 1974 roku podczas przelotu obok Wenus.
- Cassini-Huygens: Użycie asysty grawitacyjnej przy dwóch przelotach obok Wenus, Ziemi i Jowisza w drodze na Saturna.
- Voyager 1: Dzięki asyście Jowisza i Saturna sonda ta stała się najszybszym i najdalszym obiektem stworzonym przez człowieka.
- Ulysses: Sonda, która wykorzystała asystę Jowisza, aby wyjść poza płaszczyznę ekliptyki.
Asysta wspomagana
Asystę grawitacyjną można zwiększyć, stosując dodatkowo silniki podczas zbliżenia do ciała niebieskiego. Takie połączenie pozwala na uzyskanie większej prędkości, zwłaszcza gdy praca silników następuje w pobliżu perycentrum. Asysta wspomagana może znacznie zwiększyć efektywność silników, nawet trzykrotnie, w wyniku współdziałania grawitacji i napędu.
