Глава 3. Основы небесной механики

Модель 3.8. Гравитационный маневр

Гравитационным (или пертурбационным) маневром называется маневр космического аппарата в поле тяжести планеты с целью увеличения собственной скорости аппарата.

В центре модели на фоне звезного неба показано небесное тело, в гравитационном поле которого производится маневр. Его можно выбрать из списка «Планеты» (можно выбрать Солнце, Луну и 9 больших планет Солнечной системы).

Модель запускается кнопкой «Старт». При этом справа на прицельном расстоянии с начальной скоростью v₀ начинает двигаться космический аппарат. Пролетая мимо планеты, он разворачивается на угол ? (его значение можно посмотреть в информационном окне) или сталкивается с поверхностью планеты (если прицельное расстояние или начальная скорость слишком малы). При помощи окон ввода «Начальная скорость» и «Прицельное расстояние» можно менять параметры движения космического аппарата, а кнопки «Стоп» и «Сброс» приостанавливают анимацию и возвращают модель к исходному состоянию.

Помимо разворота космического корабля, маневр может использоваться для увеличения его собственной скорости. Этот эффект сходен с эффектом увеличения скорости шарика после удара с массивной упругой стенкой, движущейся ему навстречу. Если скорость шарика до удара была v, а стенки –u, то после удара шарик приобретает скорость 2u + v (это становится ясным, если перейти в систему отсчета, связанную со стенкой). Спутник же увеличивает свою скорость, когда разворачивается вокруг планеты, двигающейся ему навстречу.