¿Podría usarse el sol como asistencia de gravedad fuera del sistema solar (con la tecnología actual)?

No. Lo que hace una asistencia de gravedad es cambiar la velocidad con respecto a otros objetos, pero no al que te estabas acercando. La NASA proporcionó un buen diagrama para ayudar a comprender esto.

De hecho, en términos más ordinarios, podría pensarse como muestra el siguiente diagrama. Se lanza la pelota de béisbol al tren a 30 millas por hora. Desde el punto de vista del tren, la pelota primero llega a él a 80 millas por hora y luego sale a una velocidad de hasta 80 millas por hora. Desde la perspectiva del tren, la velocidad relativa es la misma. Sin embargo, desde la perspectiva de la persona, la pelota se mueve mucho más rápido después de chocar con el tren.

Entonces, ingrese la idea de usar el sol como una honda de gravedad para abandonar el sistema solar. No funcionará, porque la velocidad relativa de vuelo del sol no cambiará al volar cerca de él. Uno podría volar por el sol, usar un cohete para acelerar su movimiento y dejar atrás el sistema solar (debido al efecto Oberth mencionado anteriormente ), pero eso es lo mejor que se puede lograr con un sobrevuelo del sol. De hecho, esto se propuso en un artículo , que establece que si se produce una gran cantidad de aceleración cerca del Sol rápidamente, la nave espacial podría alcanzar una velocidad de 20 AU/año. Eso permitiría explorar el medio interestelar, pero aún dificultaría la exploración de otra estrella.

Los pozos de gravedad fuertes pueden brindar un beneficio Oberth saludable. Hacer una quemadura profunda en el pozo de Neptuno tiene sentido. Sugerir una maniobra de Oberth cerca de un objeto del tamaño de Plutón es bastante tonto. No sé si Randall Munroe sabe esto. Tal vez eso es parte de su broma.

Regresar desde el cinturón de Kuiper hasta el sistema solar interior lleva 30 años. Luego retrocede otras pocas décadas. Dado que una misión al sistema exterior ya lleva décadas, no creo que los planificadores de misiones acepten esto. Les gusta ver que su sonda devuelva datos dentro de sus vidas. Y es posible enviar una sonda fuera del sistema con los cohetes existentes y la asistencia de Júpiter. Esto ya está demostrado.

Sin embargo, el sol ofrece beneficios Oberth potencialmente enormes si queremos dejar el sistema solar a buen ritmo.

A 0,1 AU del sol, la velocidad de escape solar es de unos 133,2 km/s. Al caer de Neptuno, un objeto se movería a 133 km/s cuando alcance un perihelio de 0,1 UA. A partir de ahí, solo necesitaría 0,2 km/s para lograr el escape solar. Hacer un encendido de 4,2 km/s en este perihelio daría un V infinito solar de 33 km/s.

Para ir de la Tierra a Neptuno se necesitaría un encendido LEO de 8,3 km/s. Una vez en un afelio de 30 UA, un giro gravitatorio desde Neptuno podría ser más que suficiente para hacer retroceder la nave a un perihelio de 0,1 UA.

Para obtener un Vinfinity solar de 33 km/s, se necesitaría una quemadura LEO de 18 km/s.

Editar: una Vinfnity solar de 33 km / s podría ser buena para hacer que un objeto interno de la Nube de Oort pase volando en un tiempo razonable. Pero 33 km/s es solo un poco más que .0001 c. Se necesitarían casi 40.000 años para llegar a Alpha Centauri.

Bien, tenemos tres problemas aquí: primero, en el título de su pregunta, está preguntando sobre "una asistencia de gravedad fuera del sistema solar", pero en el cuerpo de la pregunta pregunta sobre pasar cerca del Sol desde dentro del Sistema solar. Creo que el título de esta pregunta debería editarse para que sea "¿Podría usarse el Sol como asistencia de gravedad para lograr un escape del sistema solar (con la tecnología actual)?"

El segundo problema es con la respuesta aceptada de PearsonArtPhoto en la que se supone que el Sol es un objeto estacionario pero, de hecho, está en órbita alrededor del centro de la galaxia. Por lo tanto, girar alrededor del Sol en la dirección de su órbita producirá exactamente el mismo tipo de asistencia gravitatoria que pasar por Júpiter (o cualquier otro objeto relativamente masivo).

El tercer problema es que no se requiere la asistencia de la gravedad del Sol para alcanzar la velocidad de escape del sistema solar; ya tenemos CUATRO sondas que se van para nunca regresar: dos Pioneer (10 y 11, lanzadas en 1972 y 1973), y dos Voyagers (lanzados en 1977).

La última y muy débil señal de Pioneer 10 se recibió el 23 de enero de 2003. Los ingenieros de la NASA calcularon que su fuente de energía de radioisótopos se ha degradado hasta el punto de que no tiene suficiente energía para enviar transmisiones adicionales a la Tierra.

Pioneer 10 continuará navegando silenciosamente como un barco fantasma a través del espacio profundo hacia el espacio interestelar, dirigiéndose generalmente a la estrella roja Aldebarán, que forma el ojo de Tauro (El Toro). Aldebarán está a unos 68 años luz de distancia y Pioneer tardará más de 2 millones de años en alcanzarlo.

Pioneer 11 estudió partículas energéticas en la heliosfera exterior.

La Misión Pioneer 11 terminó el 30 de septiembre de 1995, cuando se recibió la última transmisión de la nave espacial. No ha habido comunicaciones con Pioneer 11 desde entonces. El movimiento de la Tierra lo ha llevado fuera de la vista de la antena de la nave espacial. La nave espacial no se puede maniobrar para apuntar hacia la Tierra. No se sabe si la nave espacial todavía está transmitiendo una señal. No hay más pistas programadas de Pioneer 11. La nave espacial se dirige hacia la constelación de Aquila (El Águila), al noroeste de la constelación de Sagitario. Pioneer 11 pasará cerca de una de las estrellas de la constelación en unos 4 millones de años.

La Voyager 1 ya está en el espacio interestelar, y la Voyager 2 está en la heliovaina, y ambas naves siguen enviando información científica sobre su entorno a través de la Red del Espacio Profundo.

La respuesta es no, porque el Sol y los planetas se mueven por la galaxia a la misma velocidad. Sin embargo, podría hacer una maniobra de Oberth (a veces llamada asistencia de gravedad motorizada), pero que es diferente de la asistencia de gravedad. Si desea escalar para decir Neptuno y luego retroceder, puede llegar allí gratis (sin contar dejando la gravedad de la Tierra) usando varias asistencias de gravedad, Venus / Tierra / Júpiter / Saturno, por ejemplo, (sin energía) luego use Neptune para enviarlo hacia atrás y hacer una maniobra de Oberth usando el sol. La asistencia de la gravedad en Júpiter lo pondría por encima del punto de equilibrio para abandonar el sistema solar, pero si desea más velocidad, podría hacer la maniobra de Oberth usando el Sol.