Asistencias gravitatorias de cuerpos que no sean planetas.

Las asistencias por gravedad son muy importantes para los viajes interplanetarios. La NASA los usa principalmente porque pueden ahorrar tiempo, energía, combustible y gastos. Pero hasta ahora, todas las hondas de gravedad han utilizado la gravedad de un planeta grande (como Júpiter) para impulsar la sonda más lejos en el espacio.

¿Es posible usar algo más pequeño, como un cometa, para realizar una asistencia de gravedad para naves espaciales como Orion?

¿O es esto posible, pero solo con naves espaciales/sondas más pequeñas?

El tamaño de la nave espacial no es un factor en la asistencia por gravedad; el cambio de velocidad es independiente de la masa.

Respuestas (2)

La Luna se ha utilizado como ayuda gravitacional de diferentes maneras.

Vea esta respuesta , que enlaza con esta página de la NASA . El primer video muestra que las dos naves espaciales STEREO usan dos y tres pases por la Luna para salir de la órbita terrestre y entrar en una órbita alrededor del sol.

Aquí hay un GIF hecho con los marcos de ese .movarchivo:

ANIMACIÓN DE FASE ESTÉREO

Puede leer más sobre esto en esta respuesta , que también incluye una discusión sobre la nave espacial Nozomi . No estoy seguro de si esto cuenta para su respuesta, ya que técnicamente no es interplanetario: la órbita final es alrededor del Sol.

Siempre que la nave espacial sea mucho menos masiva que el cuerpo utilizado en la asistencia, no importa si la nave espacial es grande o pequeña. Mientras que la fuerza depende de la masa de la nave espacial, la aceleración resultante es F/m. La forma más sencilla de recordar que recordar que una pluma y un peso pesado caen a la tierra (o cualquier cuerpo) a la misma velocidad, en el vacío. Hay videos de una pluma y un martillo que un astronauta deja caer en la luna y, por supuesto, en el vacío en la Tierra.

Sistema Tierra-Luna: La gravedad de la Luna se utiliza en muchos casos y escenarios diferentes para mantener o ajustar las órbitas de las naves espaciales que permanecerán en la gravedad del sistema Tierra-Luna y, por lo tanto, no son interplanetarias. Algunos de ellos también se describen en esta respuesta , y puede leer más al respecto en el pdf The Art and Science of Lunar Gravity Assist .

Es posible, pero probablemente no hará mucho. Para realizar una honda de gravedad, la trayectoria del objeto debe doblarse. Es un poco simplificado, pero imagine la velocidad de escape a la altitud por la que está pasando. El vector que tira de la nave espacial hacia abajo se agregará a la velocidad entrante del objeto para doblar el movimiento del objeto. Si la velocidad de la nave espacial es alta y la velocidad de escape baja, entonces no se puede obtener asistencia gravitatoria práctica. Si hubiera un objeto pequeño súper denso, como un agujero negro, pasar muy cerca de él podría generar una asistencia de gravedad utilizable, pero de lo contrario no es posible. Y hay problemas para acercarse tanto a un objeto muy denso, a saber, que tiene una ventana de solo unos pocos pies, en comparación con 10s de millas para algo como Júpiter.

+1 Esta respuesta aborda el punto más destacado (los objetos más grandes son más útiles que los más pequeños), pero sería mejor con una derivación y algunos ejemplos.