Dünyadan vurulan bir nesne güneşe düşer mi?

Dünyadan vurulan bir nesne güneşe düşer mi?

Bir cisim 107.000 km / s hızla roketle veya başka bir şekilde vurulursa, güneş yörüngesimizin tersi yönde, güneşe göre 0 km / s hızla hareket edecektir. Ay, bu sorunun amaçları için önemli bir güce sahip olacak şekilde nesneye yeterince yakın değildir.

Bu nesne güneşe doğru hızlanmaya başlayacak mı yoksa bir şekilde başka bir yörüngeye düşecek mi?

Bunun yerine L4 Dünya-Güneş Lagrange noktasında sıkışabilir mi?

Bir uzay aracının Dünya'nın yüzeyinde anında hızlandığını varsayın (basitlik için atmosferi göz ardı ederek). Bunu Güneş'in referans çerçevesinden ele alacağız; Başka bir deyişle, Güneş sabittir ve Dünya onun etrafında hareket etmektedir.

Uzay aracı, Güneş'in etrafındaki Dünya'nın yörünge hızına tam olarak eşit ve zıt bir hıza hızlandırılır ve hızlanmadan hemen sonra onu tamamen sabit hale getirir.

Sonra ne olur? Uzay aracına etkiyen kuvvetleri düşünebiliriz:

• Dünya'nın yerçekimi, Dünya yönünde bir güce neden olur.
• Güneş'in yerçekimi Güneş yönünde bir kuvvete neden olur.

Bu nedenle, sabit uzay aracı Dünya'ya ve Güneş'e doğru hızlanacaktır. Dünya yörünge yolunda hızla uzaklaştığından, yerçekimi kuvveti uzay aracını tekrar Dünya yörüngesine çekmek için yeterli değildir; ancak uzay aracını eliptik bir yörüngeye sürükleyecektir.

Durumu göstermek için, bir masaüstü tarayıcısında görüntülenebilen küçük bir simülasyon oluşturdum. Simülasyonu denemek için burayı tıklayın. (Kodu kontrol etmek için "Bu programı görüntüle" yi tıklayabilir ve simülasyonu yeniden başlatmak için sayfayı yenileyebilirsiniz.)

Simülasyon fiziksel olarak doğrudur (diğer gezegenlerin etkilerini göz ardı ederek), ancak küreler kolay yorumlama için büyütülmüştür. Dünya yeşil, Güneş turuncu ve uzay aracı beyazdır. Uzay aracını ve Sun'u temsil eden küreler kesişirken, iki fiziksel nesne arasındaki mesafenin her zaman 3.35 güneş yarıçapından daha büyük olduğunu unutmayın.

Bu ekran görüntüsü uzay aracının Dünya tarafından eliptik bir yörüngeye nasıl çekildiğini gösteriyor:

Son olarak, uzay aracının Dünya'dan belirli bir mesafede sıfır hıza (tekrar Güneş'in referans çerçevesinde) ulaşana kadar hızlandırıldığı daha gerçekçi bir senaryo düşünebiliriz. Sıfır hıza ulaştığı anda motor durdurulur.

Bu durumda, sonuç esasen aynıdır: Dünya ve Güneş tarafından uygulanan kuvvetler hala vardır, bu nedenle eliptik bir yörünge ortaya çıkacaktır. Roket sıfır hıza ulaştığında Dünya'dan ne kadar uzak olursa, yörünge o kadar eliptik olur. Eğer Dünya yerçekimi önemsiz olacak kadar uzaksa, uzay aracı doğrudan Güneş'e doğru düşecektir.

Eğer açıklanan fırlatma benzer olan Parker Güneş Probe bunun doğru (ziyade düştü bu yüzden, 12km de 2018 Ağustos başlattı / Dünya'nın yörünge hızına ters yönde s içine eliptik yörüngede, Güneş'in). En yakın yaklaşımdaki hızının 200km / s'den fazla olması bekleniyor

Bir nesne Güneş'in etrafında yörünge hızına sahip olmayacak kadar hızlı bir şekilde Dünya'dan uzaklaşırsa, o zaman radyal olarak Güneş'e düşecektir. Nesnenin (ya da Dünya'nın) Güneş'in etrafına düşmesini değil içine düşmesini sağlayan yörünge hızıdır . Sıfır yörünge hızı ile, basitçe aşağıya düşer ve başka bir şey yapamaz (L4 noktasında sıkışmak, Dünya'nınkiyle neredeyse aynı yörünge hareketine sahip olmasını gerektirir.)

Güneş Sistemi'ndeki Ay ve diğer gezegenler, nesnenin hızını veya yönünü önemli ölçüde değiştirmeyecek kadar uzaksa, nesne Güneş'in yerçekimi çekmesi tarafından çekilecektir.