Гравитационный манёвр

  • Гравитацио́нный манёвр, реже пертурбацио́нный манёвр, — целенаправленное изменение траектории полёта космического аппарата под действием гравитационных полей небесных тел.

    Часто используется для разгона автоматических межпланетных станций, отправляемых к отдалённым объектам Солнечной системы и за её пределы, с целью экономии топлива и сокращения времени полёта. В таком применении известен также под названием «гравитационная праща» (от англ. gravitational slingshot). Может использоваться и для замедления космического аппарата, а в некоторых случаях наиболее важное значение имеет изменение направления его движения.

    Наиболее эффективны гравитационные манёвры у планет-гигантов, но нередко используются манёвры у Венеры, Земли, Марса и даже Луны.

Источник: Википедия

Связанные понятия

Межпланетная транспортная сеть (англ. interplanetary transport network, ITN, Межпланетный Суперхайвей) — система гравитационно определенных сложных орбит в Солнечной системе, которые требуют небольшого количества топлива. ITN использует точки Лагранжа в качестве точек, в которых возможны низкозатратные переходы между различными орбитами в космическом пространстве. Несмотря на то, что ITN позволяет совершать межпланетные перелеты с небольшими затратами энергии, длительность полетов в десятки и сотни...
Межпланетные космические полёты (межпланетные путешествия) — путешествия между планетами, как правило, в пределах одной планетной системы. В практике человечества понятие космических полетов такого типа означают реальные и гипотетические перелёты между планетами Солнечной системы. Составная часть гипотетических проектов колонизации космоса человечеством.
«Марс» — автоматические межпланетные станции, которые запускались СССР с 1960 по 1973 с целью изучения планеты Марс и околопланетного пространства. Для резервирования и комплексности исследований запускали несколько, серию АМС.
Защита от астероидов включает в себя ряд методов, с помощью которых можно изменить траекторию околоземных объектов и предотвратить вероятное катастрофическое импактное событие. Падение достаточно большого астероида или другого околоземного объекта вызовет цунами, огненные смерчи размером с континент, или импактную зиму (в стратосферу поднимется огромное количество пыли, которое закроет солнце), — или даже несколько апокалиптических событий одновременно. Шестьдесят пять миллионов лет назад Земля столкнулась...
Гало-орбита — периодическая трёхмерная орбита возле точек Лагранжа L1, L2 или L3 в задаче трёх тел орбитальной механики. Хотя точки Лагранжа — это не более чем некоторые точки во вращающейся вместе с двумя массивными телами системе отсчёта, около них может осуществляться орбитальное движение. В этой системе отсчёта гало-орбиты реализуются под действием гравитационного притяжения со стороны двух массивных тел, а также силы Кориолиса и центробежной силы, обусловленных неинерциальностью системы отсчёта...

Упоминания в литературе

То, что силы притяжения ведут себя не совсем так, как должны бы в соответствии c принятыми физическими законами, было замечено при отправке к Юпитеру в конце 1980-х исследовательского аппарата «Галилео». Ученые действовали как обычно – для придания нужной скорости использовали «гравитационный маневр». Зонд дважды приближали к Земле так, чтобы сила гравитации планеты подтолкнула его и придала дополнительное ускорение. Но произошло странное – после маневров скорость «Галилео» оказалась выше рассчитанной. Со следующими тремя аппаратами случилось то же самое, и ученые были в замешательстве, никак не могли объяснить, по каким причинам нарушается привычная схема запуска. Ошибки в расчетах? Сбой в работе техники? Или что за неведомое «нечто» придает зондам дополнительный разгон? В то время об антигравитации среди астрономов еще не говорили, термина «темная энергия» не существовало, как и самой теории. Но и сейчас это явление – загадка для исследователей Вселенной, о нем очень мало известно.
Кто разгоняет космические зонды. В 1989 году исследовательский аппарат «Галилео» отправился в путешествие к Юпитеру. Чтобы придать ему нужную скорость, ученые использовали «гравитационный маневр». Зонд дважды приближался к Земле так, чтобы сила гравитации планеты смогла его «подтолкнуть», придавая дополнительное ускорение. Но после маневров скорость «Галилео» оказалась выше рассчитанной. Методика была отработана, и до того все аппараты разгонялись нормально. Потом ученым пришлось отправлять в дальний космос еще три исследовательские станции. Зонд NEAR отправился к астероиду Эрос, «Розетта» полетела изучать комету Чурюмова-Герасименко, а «Кассини» ушла к Сатурну. Все они совершали гравитационный маневр одинаково, и у всех окончательная скорость оказывалась выше расчетной – за этим показателем ученые следили всерьез после замеченной аномалии с «Галилео».
Но для того, чтобы эксперимент удался, ученым придется решить еще одну проблему, с которой сталкиваются все, кто изучает Солнце, – преодолеть расстояние в 140 миллионов километров. Пока ни один созданный человеком космический корабль и даже спутник не может подлететь близко к звезде. Тогда российским ученым пришла в голову идея воспользоваться притяжением других планет. «Интергелиозонд» планируется направить к Солнцу с использованием гравитационного маневра у Венеры.

Связанные понятия (продолжение)

Исследования Юпитера с близкого расстояния выполнялись при помощи автоматических космических аппаратов. Эти исследования начались с зонда «Пионер-10» (НАСА), пролетевшего через систему Юпитера в 1973 году.
Геостациона́рная орби́та (ГСО) — круговая орбита, расположенная над экватором Земли (0° широты), находясь на которой, искусственный спутник обращается вокруг планеты с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения Земли вокруг оси. В горизонтальной системе координат направление на спутник не изменяется ни по азимуту, ни по высоте над горизонтом — спутник как бы «висит» в небе неподвижно. Поэтому спутниковая антенна, однажды направленная на такой спутник, всё время остаётся направленной на него...
Дедал (проект) — один из первых детальных технических проектов по созданию возможного непилотируемого межзвёздного космического аппарата. Проводился с 1973 по 1977 годы группой из одиннадцати учёных и инженеров Британского межпланетного общества. Проект предусматривал строительство на орбите Юпитера мощного двухступенчатого беспилотного корабля с термоядерными двигателями. По расчётам, «Дедал» должен был за 50 лет долететь до звезды Барнарда (одна из ближайших звёзд), не тормозясь пройти мимо неё...
Пилотируемый полёт на Марс — запланированный полёт человека на Марс с помощью пилотируемого космического корабля. Роскосмос, НАСА и EKA объявили полёт на Марс своей целью в XXI веке.
Увлече́ние инерциальных систем отсчёта, или эффе́кт Ле́нзе — Ти́рринга, — явление в общей теории относительности (ОТО), наблюдаемое вблизи вращающихся массивных тел. Эффект проявляется в появлении дополнительных ускорений, сходных с ускорением Кориолиса, то есть, в итоге, сил, действующих на пробные тела, двигающиеся в гравитационном поле.
Автоматическая межпланетная станция (АМС) — беспилотный космический аппарат, предназначенный для полёта в межпланетном космическом пространстве (не по геоцентрической орбите) с выполнением различных поставленных задач.
Низкозатратная переходная траектория (НПТ) — это маршрут в космосе, который позволяет космическим аппаратам менять орбиты, используя очень мало топлива. Эти маршруты работают в системе Земля — Луна, а также в других системах, например, между спутниками Юпитера. Недостатком таких траекторий является то, что зачастую для их завершения требуется значительно больше времени, чем для траекторий более высоких энергий (с бо́льшими затратами топлива), таких как траектории Гомана.
Межзвёздный полёт — путешествие между звёздами космических пилотируемых кораблей или автоматических станций, которые, таким образом, могут именоваться звездолётами.
Правило Тициуса — Бо́де (известно также как закон Бо́де) представляет собой эмпирическую формулу, приблизительно описывающую расстояния между планетами Солнечной системы и Солнцем (средние радиусы орбит). Правило было предложено И. Д. Тициусом в 1766 году и получило известность благодаря работам И. Э. Боде в 1772 году.
Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях, крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т. п.) материалы объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли — при их неконтролируемом сходе...

Подробнее: Космический мусор
Межзвёздные объекты — это объекты или кометы, которые существуют в межзвёздном пространстве, не связанные силами тяготения с какой-либо звездой. Первым обнаруженным известным межзвёздным объектом является 1I/Оумуамуа. Межзвёздный объект может быть выявлен только если он проходит через нашу Солнечную систему вблизи от Солнца или если он отделился от облака Оорта и начал двигаться по сильно вытянутой гиперболической орбите, не связанной с гравитацией Солнца. Объекты со слабыми гиперболическими траекториями...

Подробнее: Межзвёздный объект
Эффе́кт Ярко́вского — появление слабого реактивного импульса за счёт теплового излучения от нагревшейся днём и остывающей ночью поверхности астероида, что придаёт ему дополнительное ускорение. Данный эффект объясняет, почему число достигших Земли астероидов больше, чем следовало из прежних расчётов.
Космическая пушка — метод запуска объекта в космическое пространство с помощью огнестрельного оружия типа огромной пушки или электромагнитной пушки. Относится к безракетным методам вывода объектов на орбиту.
Тре́тья косми́ческая ско́рость — минимальная скорость, которую необходимо придать находящемуся вблизи поверхности Земли телу, чтобы оно могло преодолеть гравитационное притяжение Земли и Солнца и покинуть пределы Солнечной системы.
Задача оценки устойчивости Солнечной системы — одна из старейших качественных задач небесной механики. В рамках ньютоновой теории тяготения система двух тел стабильна, но уже в системе трёх тел возможно движение, приводящее, например, к выбрасыванию одного из тел системы. Помимо этого, планеты Солнечной системы имеют конечные размеры, и могут сталкиваться между собой при близком прохождении. Современный анализ показывает, что Солнечная система, вероятно, стабильна относительно выброса планет, но...
Косми́ческие ско́рости (первая v1, вторая v2, третья v3 и четвёртая v4) — характерные критические скорости движения космических объектов в гравитационных полях небесных тел и их систем. Космические скорости используются для характеристики типа движения космического аппарата в сфере действия небесных тел: Солнца, Земли и Луны, других планет и их естественных спутников, а также астероидов и комет.

Подробнее: Космическая скорость
Низкая околоземная орбита (НОО) — космическая орбита вокруг Земли, имеющая высоту над поверхностью планеты в диапазоне от 160 км (период обращения около 88 минут) до 2000 км (период около 127 минут). Объекты, находящиеся на высотах менее 160 км, испытывают очень сильное влияние атмосферы и нестабильны. За исключением пилотируемых полётов к Луне (программа Аполлон, США), все космические полеты человека проходили либо в области НОО, либо являлись суборбитальными. Наибольшую высоту среди пилотируемых...
Планеты, обращающиеся около других звёзд, являются источниками очень слабого света в сравнении с родительской звездой, поэтому прямое наблюдение и обнаружение экзопланет является довольно сложной задачей. Помимо значительной сложности обнаружения такого слабого источника света возникает дополнительная проблема, связанная с тем, что яркость родительской звезды на много порядков превышает звёздную величину планеты, светящуюся отражённым от родительской звезды светом, и, тем самым, делает оптические...

Подробнее: Методы обнаружения экзопланет
Космические поселения тороидальной формы (в просторечии «города-бублики») — один из наиболее ранних проектов орбитальных космических поселений, гипотетически осуществимый при условии дальнейшей реализации предполагаемых вариантов освоения космоса. Основная цель разработки — создать промежуточное звено для космических полётов, которое бы дало возможность осуществлять запуск космических кораблей непосредственно с орбиты и, таким образом, снизило затраты и значительно упростило дальнейшее освоение космоса...
«Венера» — серия советских автоматических межпланетных станций (АМС) для изучения Венеры и космического пространства.
Пузырь Алькубьерре — идея, основанная на решении уравнений Эйнштейна, предложенная мексиканским физиком-теоретиком Мигелем Алькубьерре, в которой космический аппарат может достичь сверхсветовой скорости. Движение выше скорости света невозможно для объектов с действительной ненулевой массой в нормальном пространстве-времени. Однако вместо перемещения выше скорости света в пределах локальной системы координат космический корабль может двигаться, сжимая пространство перед собой и расширяя его позади...
Девятая планета — гипотетическая планета во внешней области Солнечной системы. Её гравитационное воздействие может объяснить статистическую аномалию в распределении орбит обособленных транснептуновых объектов (ТНО), обнаруженных в основном за пределами пояса Койпера в рассеянном диске. Неоткрытая планета размером с мининептун должна иметь массу в десять земных, диаметр в два-четыре раза больше земного и вытянутую орбиту с периодом обращения приблизительно 15000 земных лет. На сегодняшний день поиски...
Безракетный космический запуск (англ. Non-rocket spacelaunch, NRS) — космический запуск, или способ выведения на орбиту, при котором некоторая или вся необходимая скорость и высота достигается без помощи традиционных ракет, запускаемых с земной поверхности. Предложено множество альтернатив ракетам. В некоторых системах, таких как ракетные салазки и воздушный старт, ракета участвует в достижении орбиты, но включается после достижения некой начальной высоты или скорости другим способом.
Кронос (англ. Kronos) — проект научно-исследовательской автоматической межпланетной станции, предложенный в рамках сотрудничества между НАСА и ЕКА, планируемая миссия по изучению Сатурна.
Синдром (Эффект) Кесслера — гипотетическое развитие событий на околоземной орбите, когда космический мусор, появившийся в результате многочисленных запусков искусственных спутников, приводит к полной непригодности ближнего космоса для практического использования. Впервые такой сценарий детально описал консультант НАСА Дональд Кесслер.
Интергелиозонд — российский проект космического аппарата для исследования Солнца с близкого расстояния и внутренней гелиосферы. Запуск планировался в 2015 году, но впоследствии после секвестра Федеральной космической программы был перенесён за 2025-й год.
Спутники Юпитера — естественные спутники планеты Юпитер. По состоянию на конец 2018 года известно 79 подтвержденных спутников Юпитера; это наибольшее число открытых спутников среди всех планет Солнечной системы. Кроме того, у Юпитера есть система колец.
Точки Лагра́нжа, точки либра́ции (лат. librātiō — раскачивание) или L-точки — точки в системе из двух массивных тел, в которых третье тело с пренебрежимо малой массой, не испытывающее воздействия никаких других сил, кроме гравитационных, со стороны двух первых тел, может оставаться неподвижным относительно этих тел.
Фо́бос (др.-греч. φόβος «страх») — один из двух спутников Марса (наряду с Деймосом). Был открыт американским астрономом Асафом Холлом в 1877 году и назван в честь древнегреческого бога Фобоса (переводится как «Страх»), сына бога войны Ареса.
Космическая архитектура — это теория и практика проектирования и строительства жилой среды в космическом пространстве.Архитектурный подход к проектированию космических судов затрагивает все элементы конструируемой среды. Данная отрасль прежде всего базируется на инженерном деле (в особенности, аэрокосмической инженерии), однако связана с различными дисциплинами, такими как физиология, психология и социология. Как и в случае с наземной архитектурой, предпринимаются попытки выйти за рамки составляющих...
Колонизация космоса — гипотетическое создание автономных человеческих поселений вне Земли.
Искусственная сила тяжести — это изменение (уменьшение или увеличение) ощущаемой силы тяжести с помощью искусственных способов. В научной фантастике часто сопрягается с космосом, однако есть много причин для регулирования силы тяжести и на Земле (в частности, для научных экспериментов) и других планетах. Практически, иллюзия гравитации может создаваться различными физическими силами. Например, силой инерции (см. Принцип эквивалентности сил гравитации и инерции) и, в частности, центробежной силой...
Плане́та (греч. πλανήτης, альтернати́вная фо́рма др.-греч. πλάνης — «странник») — небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды или её остатков, достаточно массивное, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации, но недостаточно массивное для начала термоядерной реакции, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей.
Колония О’Нила — один из планов по освоению космоса посредством космического поселения (большой космической станции). Проект разработан Принстонской группой учёных, работающих под руководством Дж. О’Нила.
Терраформи́рование (от лат. terra — земля и forma — вид) — изменение климатических условий планеты, спутника или же иного космического тела для приведения атмосферы, температуры и экологических условий в состояние, пригодное для обитания земных животных и растений. Сегодня эта задача представляет в основном теоретический интерес, но в будущем может получить развитие и на практике.
Модифицированная ньютоновская динамика (MOND) — физическая гипотеза, альтернативная теория гравитации, предлагающая изменение в законе тяготения Ньютона, объясняющее вращение галактик без привлечения тёмной материи. Когда постоянная скорость обращения внешних частей галактик была впервые обнаружена, это было неожиданно, так как ньютоновская теория гравитации предсказывает, что чем дальше объект от центра, тем меньше его скорость. Например, для орбит планет солнечной системы скорость убывает с увеличением...
В силу относительно небольшого расстояния до нашей планеты и природных характеристик, Марс, наряду с Луной является самым вероятным кандидатом на основание колонии людей в обозримом будущем. Путешествие к Марсу с Земли требует наименьших энергетических затрат, если не считать Венеры. Человек не сможет прожить на поверхности Марса без защитного снаряжения. Тем не менее, по сравнению с условиями на жарких Меркурии и Венере, холодных внешних планетах и лишённых атмосферы Луне и астероидах, условия на...

Подробнее: Колонизация Марса
Искусственный спутник Земли (ИСЗ) — космический летательный аппарат, вращающийся вокруг Земли по геоцентрической орбите.
Метеор-2 — серия советских метеорологических спутников. Представляет собой второе поколение советских метеорологических ИСЗ, улучшенный вариант метеоспутника первого поколения Метеор.
Космическая энергетика — вид альтернативной энергетики, предусматривающий использование энергии Солнца для выработки электроэнергии, с расположением энергетической станции на земной орбите или на Луне.
Проект Е-3 (часто его упоминают также как проект Е-4) — разработанный в Советском Союзе проект по подрыву на Луне атомного заряда. Проект предложен атомным физиком Яковом Борисовичем Зельдовичем. Основная цель проекта — доказать всему миру, что советская станция достигла поверхности Луны. Благодаря мощному взрыву, который поднял бы большое облако лунного вещества, можно было бы спектрально проанализировать состав лунной поверхности с помощью земных телескопов. Похожую научную миссию, но в меньшем...
«Пространство» (англ. «The Expanse») — серия научно-фантастических произведений под авторством Джеймса Кори (англ. James S. A. Corey). Джеймс Кори — это псевдоним двух соавторов: Даниэля Абрахама (англ. Daniel Abraham) и Тая Френка (англ. Ty Franck). Первый роман серии: «Пробуждение Левиафана» (англ. Leviathan Wakes), в 2012 году был номинирован на премию «Хьюго» за лучший роман.
Эффект «Пионера» (эффект «Пионеров», аномалия «Пионеров») — наблюдаемое отклонение в траектории движения различных космических аппаратов от ожидаемой (рассчитанной по текущей модели движения космических тел). Эффект был обнаружен при наблюдении за первыми космическими аппаратами, достигшими внешних пределов Солнечной системы (преодолевших орбиту Плутона), — «Пионер-10» и «Пионер-11». Оба «Пионера» замедляются под совместным действием силы гравитации Солнца и других сил, однако при очень точном определении...
Модель Ниццы — сценарий динамического развития Солнечной системы. Его разработка была начата в обсерватории Лазурного берега в Ницце, Франция (отсюда и произошло его название). Данный сценарий предполагает перемещение планет-гигантов из начальной компактной конфигурации в их нынешние положения, после того, как произошло рассеяние изначального протопланетного газового диска. В этом заключается его отличие от предшествующих моделей формирования Солнечной системы. Механизм миграции планет-гигантов используется...
Гравитационно-волновая астрономия — раздел астрономии, изучающий космические объекты путём исследования их гравитационного излучения при помощи регистрации его прямого воздействия на детекторы гравитационных волн. Представляет собой активно развивающуюся область наблюдательной астрономии, использующую гравитационные волны (малейшие искривления пространства-времени, предсказанные общей теорией относительности Эйнштейна) для сбора данных об объектах, таких как нейтронные звезды и черные дыры, о таких...
а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ э ю я