探测器借木星的能量加速,是否会导致木星速度变慢?

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探测器借木星的能量加速,是否会导致木星速度变慢?

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  • 物原爱牛毛1
    物原爱牛毛1
    这个人很懒,什么都没有留下~
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    人类航天器借木星之力飞行也不是借木星的旋转之力,而是借它自身的引力和相对运动,就是引力弹弓效应。因为旋转本身不是力,应该说只有旋转运动而没有旋转之力;就像只有离心运动而没有离心力一样。所谓的旋转力和离心力都是一些假想力。而木星对航天器的引力是木星质心对航天器的引力,它的大小与木星是否旋转更是无关。总而言之人类航天器是借木星引力加速,不是借旋转的“力量”加速。所以即使能影响到木星,也只是影响它的公转速度,而不会影响它的自转速度。

    那么到底能不能影响到木星,甚至使木星减速?肯定会影响,不过这个影响还不如苍蝇踢了航空母舰一脚的效果大,所以不能使木星减速。


    附:引力弹弓效应小知识

    引力弹弓效应又称为引力助推或绕行星变轨。就是利用行星重力场来给航天器加速将它甩向下一个目标,将行星当成引力助推器。这个定义在宇宙空间动力学中专业的说法是利用行星或其它天体的相对运动和引力改变航天器的轨道和速度,以此来节省燃料、时间和成本。引力弹弓既可以用以加速航天器,又可用以降低航天器速度。下面是美国“旅行者2号”行星探测器利用引力弹弓效应加速和变轨的动画示意图。

    其中粉红色的线是“旅行者2号”探测器的运行轨道,它连续借了4个行星的引力和相对运动(不是自转运动)最终奔出太阳系。

    2019-02-15 00:01:51 0条评论
  • 张家小智儿
    张家小智儿
    这个人很懒,什么都没有留下~
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    先说答案,能。小到人类一个普通的探测器,大到《流浪地球》中借助木星加速的地球,在借助木星能量加速的过程中,都能够导致木星的速度变慢。只不过探测器的质量相对于木星巨大的体量来说几乎可以忽略不计。因此,探测器在借助木星"引力助推"的过程中,我们可以假设木星的速度损失为0,因为这种作用根本对木星没有什么影响。太阳系各种小行星、彗星等,经常在木星的作用下达到加速或者减速的目的,现在也没发现木星有什么轨道异常啊。但如果地球真的需要借助木星加速,那木星的轨道或许就会有明显的变化了,毕竟地球也太大了。


    探测器借助木星,或者说行星加速,在天文学上有一个专门的词汇,叫"引力助推",即借助行星引力和环绕速度而使自身达到更高的速度。由于化学火箭的局限性,人类很难达到第三宇宙速度,因此化学火箭几乎可以说将人类牢牢限制在太阳系中。但引力助推的发现使的人类探索外太空成为了可能。在1961年,麦克.米诺维奇首次提出引力助推作用可以使飞行器达到第三宇宙速度进而脱离太阳系,并计算出在不久后有一个很好的发射窗口。在他的游说下,1977年,旅行者2号和旅行者1号先后发射,这是引力助推最著名的应用。


    虽然人类已经发射很多航天器,其中不乏深空探测器需要借助木星的引力弹弓效应,但向木星"借"这点能量相对于木星来说根本无伤大雅,木星每天的"能量收支"都比探测器借走的要大的多。因此,根据能量守恒,这种行为确实会使木星速度减慢,而实际上也确实如此。但我们根本探测不出这种细微的变化。


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    2019-02-08 09:22:26 0条评论
  • 星辰大海路上的种花家
    星辰大海路上的种花家
    这个人很懒,什么都没有留下~
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    探测器借助木星引力加速,是否会导致木星公转速度减慢?

    从动量守恒的角度来看,当探测器利用木星的引力加速时,无论是几吨的探测器还是流浪中的地球,都会不同程度上降低木星的速度,那么这个过程是如何降低行星的速度来给航天器加速的呢?

    “卡西尼”号从地球到土星的旅程,我们将这种使用行星引力加速的方法称为“引力弹弓”!但引力弹弓并不只是给航天器加速,还可以减速和变轨!在控制进入行星轨道的角度和方向上的差异,即如下:

    从行星公转前进的后方进入,让行星的引力带着航天器飞一段距离,这就是加速!减速则从行星公转前进方向进入,让引力在前进时扯一扯它的后腿!变轨则看要求如何要求喽!

    加速及航天器速度增加曲线!

    减速及航天器速度减少曲线!

    在整个过程中,航天器消耗的就是行星在公转轨道上运动的能量!

    这是四大气态行星对旅行者二号助力后的速度增加曲线!到达木星附近时速度为10KM/S,经过木星引力弹弓加速后约为16.6KM/S,那么我们来简单计算下此次加速会让木星速度减慢多少?

    旅行者2号质量:721.9千克

    木星的加速效果:6.6KM/S

    木星的质量:1.90*10²⁷千克

    那么木星减慢了:2.5×10^-21M/S

    木星的公转速度为:13.07千米/秒

    不用说是基本忽略,而是一个可以直接忽略的速度!

    那么假如是地球呢?比如给地球增加1KM/S的速度,会降低木星多大速度?

    地球质量为:5.965*10^24千克

    那么地球能拖慢木星的公转速度为:3.1395M/S

    不错啊,给地球增加1KM/S的速度居然能将木星减慢3.1395M/S,木星的近日点又要增加了一点,不过木星却不会因此掉入太阳,只是它的椭圆轨道会稍稍改变一些!

    2019-02-16 17:32:11 0条评论
  • 不亏本
    不亏本
    这个人很懒,什么都没有留下~
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    理论上会有影响,因为卫星也有质量,也会有对大行星的万有引力,只是这个力气太小太小了,可以忽略不计。。。。

    2019-02-12 22:26:25 0条评论
  • 郭哥聊科学
    郭哥聊科学
    这个人很懒,什么都没有留下~
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    非常感谢悟空的信任和邀请。

    先回答答案吧,会的。

    理由就是能量守恒定律。

    利用行星引力弹弓效应的道理很简单,做个类比吧。

    我们有两块磁铁,一大,一小,大的远远大于小的。

    两块磁铁沿着相同的轨道进行直线运动。

    大磁铁的速度远远大于小磁铁的速度。

    小磁铁受到大磁铁的吸引力做加速运动。

    大磁铁损失动能是必然的。

    然而由于大磁铁质量远远大于小磁铁,根据动量守恒,大磁铁损失的速度是可以忽略不计的。

    希望上面的回答能解决您的疑问。

    我是郭哥论道,一个致力于科普相对论、量子力学、计算机、数学,让深奥的科学理论通俗易懂起来、让科学更有趣的科普搬运工。

    2019-02-07 21:41:31 0条评论
  • 不亏本
    不亏本
    这个人很懒,什么都没有留下~
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    理论上会有影响,因为卫星也有质量,也会有对大行星的万有引力,只是这个力气太小太小了,可以忽略不计。。。。

    2019-02-12 22:26:25 0条评论