Efecto de la velocidad entrante sobre el cambio de velocidad en una asistencia por gravedad

En una asistencia por gravedad, la velocidad entrante de una nave espacial afecta la velocidad que gana. Por ejemplo, digamos que un cohete se acercaba a Júpiter para recibir asistencia gravitatoria con una velocidad v y otro cohete se acercaba con una velocidad de 2v. ¿Las velocidades entrantes (v y 2v) afectarían la velocidad que pueden obtener de Júpiter (por ejemplo, el cohete a la velocidad v ganaría más que el de 2v porque pasa más tiempo alrededor del planeta y, por lo tanto, tiene más tiempo para ganar más velocidad)?

Estoy buscando una relación cuantitativa adecuada o una prueba del efecto de la velocidad de una nave espacial que asiste en la capacidad de la nave espacial para ganar o perder velocidad. También tengo curiosidad por saber cuál sería el efecto sobre su capacidad para cambiar de dirección (ángulo de desviación). Si alguien puede proporcionar la prueba o dirigirme a algún lugar donde se haga, se lo agradecería mucho.

El cambio en la velocidad depende tanto de la velocidad entrante como del "parámetro de impacto" (qué tan cerca pasaría si continuara en línea recta). Puede leer sobre todo esto buscando en este sitio "asistencia de gravedad" y "parámetro de impacto" o simplemente haciendo clic en la etiqueta de asistencia de gravedad.
@uhoh Encontré una fórmula para el delta-v y en ella solo está el parámetro gravitatorio, el exceso de velocidad hiperbólico (relacionado con la velocidad entrante) y la altura del periapsis. Me preguntaba cómo el parámetro de impacto afecta el delta-v; ¿tal vez la altura del periapsis lo tiene en cuenta? Sin embargo, son valores diferentes.
@uhoh Encontré la respuesta de las respuestas en estas dos preguntas: space.stackexchange.com/questions/6582/… y physics.stackexchange.com/questions/128356/… pero todavía estoy tratando de entender la derivación del delta-v fórmula (si me pueden ayudar con eso se los agradecería mucho). ¿Debo responder a mi pregunta poniendo los enlaces?

Respuestas (1)

Cuando el bate golpea la pelota, la pelota ganará una velocidad igual al doble de la velocidad del bate por el coseno del ángulo de golpe. La ganancia es independiente de la velocidad inicial de la pelota. Lo único que importa es la velocidad del bate y el ángulo de desviación.

La misma física se aplica a las ayudas de gravedad. Sin embargo, una nave espacial más rápida debe volar más cerca del planeta para lograr el mismo ángulo de desviación y ganancia de velocidad. Pasa menos tiempo en el campo de gravedad y, por lo tanto, debe desviarse con mayor aceleración. Volar más cerca a veces es imposible sin chocar contra el planeta o su atmósfera. Esto limita el rango de posibles ángulos de desviación para naves espaciales rápidas.

¿La velocidad del bate relativa a la pelota o al suelo?