کمک گرانشی

تعریف کمک گرانشی:

کمک گرانشی یک مانور پروازی است که از کشش گرانشی اجرام اسمانی برای کمک به حرکت یک فضا پیما استفاده میشود.

دوقولوهای وویجر ساخت ناسا به این شیوه امکان رسیدن به سرعت بالا برای گریز به خارج از منظومه خورشیدی دست یافتند.

در مکانیک مداری و مهندسی هوافضا کمک گرانشی به استفاده از حرکت نسبی و گرانشی سیاره یا دیگر ساختارهای آسمانی برای تغییر مسیر و تغییر سرعت فضاپیما گفته می‌شود.

رویکردفضاپیما:

فضاپیما به سیارات و اجرام آسمانی نزدیک میشود و با استفاده از گرانش جرم آسمانی سرعت خود را افزایش میدهد و فضاپیما شتاب بیشتری میگیرد و میتواند مسیر خود را تغییر دهد.

مکانیزم عملکرد کمک گرانشی:

کمک گرانشی بر سه پایه سرعت زاویه ای، میدان گرانشی و انتقال انرژی استوار است.

سرعت زاویه ای: با کمک سرعت زاویه ای فضاپیما میتواند مسیر خود را تغییر دهد.

میدان گرانشی: با استفاده از میدان گرانشی سیارات میتواند سرعت و جهت حرکتی خود را تغییر دهد.

انتقال انرژی: انرژی از فضاپیما به سیاره منتقل میشود تا کمک گرانشی صورت گیرد.

این کمک به وسیله حرکت (تکانه زاویه‌ای مداری) سیاره و حرکت گرانش آن که موجب کشیده شدن و حرکت فضاپیما می‌شود، به وجود می‌آید.

مزایا کمک گرانشی:

• افزایش سرعت و کاهش زمان مسافرت
• کاهش مصرف سوخت

• آشکار کردن پتانسیل های جدید کیهان

معایب کمک گرانشی:

• پیچیدگی محاسباتی و مهندسی
• ریسک از دست دادن فضاپیما در نزدیکی سیارات

تبدیلات انرژی:

همانطور که میدانیم در کمک گرانشی دو نوع انرژی دخیل هستند که انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل میباشد

انرژی جنبشی: انرژی حرکتی که فضاپیما از سیاره دریافت میکند و باعث افزایش سرعت میشود.

انرژی پتانسیل: تغییر این انرژی در نزدیکی سیارات باعث تبدیل انرژی پتانسیل به انرژی حرکتی میشود و با استفاده از آن سرعت فضاپیما افزایش می یابد.

عملیات موفق:

این تکنیک برای اولین بار در یک مانور در سال ۱۹۶۱ پیشنهاد شد و سپس بر روی کاوشگر بین سیاره‌ای مارینر ۱۰ و همچنین دو پروژه وویجر مورد استفاده قرار گرفت.

فضاپیماهای وویجر در حال حاضر دورترین فضاپیماهای دنیا هستند.

نتیجه گیری:

در نهایت کمک گرانشی به عنوان یک تکنیک دگرگون کننده است که اکتشافات فضایی را متحول کرده است و به بشر اجازه میدهد تا قلمروهای جدیدی از شگفتی و پتانسیل کیهانی را آشکار کند.