通常人類會利用行星的引力效應來使飛行器獲得額外的加速度,那麼有沒有一種可能在繞一顆足夠大的行星使用引力彈弓時能使飛行器達到光速?
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1 # 酸腐之人
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2 # 艾伯史密斯
答:引力彈弓效應中,飛行器能獲得的最大增加速度,為2倍行星速度。
比如飛行器速度為v1,地球公轉速度為30km/s,那麼飛行器利用地球的引力彈弓效應,可以達到的最大速度為(v1+60)km/s。
對於飛行器質量遠遠行星的質量的情況,飛行器獲得的最大速度,和行星質量沒有關係,只和行星的速度有關係。
這其中,存在一個容易被人忽略的高中知識點:兩物體的對心彈性碰撞過程,不會改變兩物體前後的相對運動速度,這個結果在物理競賽中經常用到。
原理很簡單,引力彈弓效應屬於彈性碰撞,滿足能量守恆和動量守恆,可以建立公式:
兩式結合,可以得到一個漂亮的結果:
該公式的物理意義,就是對心彈性碰撞過程,不改變物體間的相對速度。
於是,我們很容易得到,在引力彈弓效應中,飛行器速度v1,行星速度v2:
(1)碰撞前,飛行器和行星相對執行時,相對速度最大為(v1+v2);
(2)碰撞後,飛行器要想獲得最大速度,需要往行星執行方向飛出,因為前後相對速度不變,所以飛行器的速度將變為(v1+2*v2);
於是,飛行器額外獲得了2倍行星速度。
但是在實際過程中,考慮飛行器的入射方向和目標方向,很難獲得這麼大的加速,一個辦法就是,利用多顆行星進行引力加速,比如旅行者1/2號就是這樣的。
不可能。
你都不知道引力是啥,引力實際是引斥力,在一定質量下,離近了被排斥,遠了還被吸引。
彗星就是這樣,你以為你真的那麼容易逃脫引力嗎?
只依靠星體的引斥力,你根本無法逃脫。
而你要速度必須受到阻力,達到光速,那阻力足以把什麼破飛行器撕裂成光子狀態。
你以為呢?