Psykopatologia kirjoitti:En usko alkuvaihditomuuteen edes teoriassa.
Selvitän asian.
18:32
Ohjausraketti hidastaa luotaimen vauhtia.
Vastasi fyysikko-tuttuni:
"
Tuo painovoimalinko on ilmiönä tosiaan aika hankala hahmottaa. Aluksi kannattaa ottaa pari käsitettä toimintaa hahmottamaan, hyperbeli ja vaikutusalue.
http://fi.wikipedia.org/wiki/Hyperbelihttp://en.wikipedia.org/wiki/Sphere_of_ ... rodynamics)
Kaikki radat painovoimakentissä ovat ellipsin mallisia siten että kierrettävä kappale on ellipsin toisessa polttopisteessä. (Olettaen tietty että toinen kappaleista on merkittävästi kevyempi ja ympärillä ei ole muita häiriöitä jne.) Hyperbeli on ellipsin laajennus, sen määritelmä on sama kun ellipsin ja sillä on myös kaksi polttopistettä. Jälkimmäinen käsite (jatkossa SOI) tarkoittaa jonkin (ison ja painavan) kappaleen ympärilleen muodostamaa aluetta, jossa tämän kappaleen gravitaatio on merkittävin vaikuttava voima.
Avaruudessa ja kiertoratojen yhteydessä käsite "paikallaan" on hankala määritellä kun kaikki palaset ovat liikkeessä toisiinsa nähden. Otetaan kuvitteellinen tilanne että Auringon pinnalta ammutaan suoraan ylöspäin kappale täsmälleen sillä nopeudella että se jaksaa juuri nousta Marsin radan kohdalle jonka jälkeen se kääntää suuntansa ja lähtee tippumaan alaspäin. Jos juuri tuolla hetkellä - kun kappale on täysin paikallaan Aurinkoon nähden - se ajautuu Marsin SOI:hin, päädytäänkin tutkimaan tilannetta jolloin kappaleella on nopeutta Marsin ratanopeuden verra eli 24km/s ja rapiat. Tuo nopeus on ehdottomasti enemmän kun mitä vaadittaisiin planeetan pinnalta ammuttavalle kappaleelle jonka halutaan karkaavan planeetan SOI:stä poistumiseen. Hetken aikaa tarkastellaan siis tilannetta missä isoin paikallinen kappale (Mars) on paikallaan ja tällä pienellä kappaleella on huikea nopeus tuossa ympäristössä. Jos tuo alkuperäinen nopeus on ollut riittävän tarkka ja kappale tosiaan on täydellisen paikallaan kun siirros Marsin SOI:hin tapahtuu, on tuossa tarkasteltavassa tilanteessa kappaleella nopeus 24km/s suoraan kohti planeetan pintaa. Käytännössä planeetta jyrää radallaan kulkiessaan pikkukappaleen mutta tuossa oleellista on että tarkasteltavan kappaleen nopeus on aina suhteessa lähimpään suureen kappaleeseen.
Jotta tuollainen "paikallaan olo" jonkin planeetan suhteen olisi mahdollista, sillä olisi pakko olla sama nopeus planeetan radalla kun tuolla planeetalla itsellään. Esimerkkinä voidaan ottaa tilanne missä esim. Maan pinnalta ammutaan kappale ylöspäin siten että se ei aivan karkaa maan SOI:stä vaan pysähtyy ja kääntyy takaisin juuri tuolla rajalla. Tuolloin voidaan tarkastella tilanetta jolloin kappale on paikallaan lähimmän planeetan suhteen mutta liikkuu Auringon ympäri täsmälleen samalla nopeudella kun Maakin liikkuu. Tuossa tilanteessa pienikin nykäys poispäin Maasta saa aikaan sen että kappale karkaa pois Maan SOI:stä ja jatkaa matkaansa omalla radallaan Auringon ympäri, nopeudella noin 29,8km/s.
Tuo aiemmin mainitsemani hyperbeli liittyy tähän siten että jos jokin kappale saapuu uuteen SOI:hin, sillä määritelmällisesti on riittävä nopeus myös poistua tuolta alueelta. Kappaleen rata tässä SOI:ssä on muodoltaan juuri hyperbeli jonka polttopisteessä tuo kierrettävä kappale on. Jos ajateltaisiin tilannetta missä jokin riittävän painava kappale olisi ja pysyisi paikallaan Auringon suhteen, pienten kappaleiden rata tuosta läheltä vain muuttaisi suuntaansa ja kappaleen nopeus ensin nousisi kun se lähestyy tuon paikallisen gravitaatiopotentiaalin minimiä ja laskisi takaisin entiselleen kun se taas liikkuisi kauemmas. Oikeasti tuollainen ei ole mahdollista vaan nuo painavat planeetat liikkuvat omilla radoillaan.
Se, miten painovoimalinko toimii, liittyy juuri tuohon planeettojen nopeuteen radoillaan. Jos oletetaan että avaruusalus olisi matkalla suoraan poispäin Auringosta ja se saapuisi jonkin planeetan SOI:hin, olisi sen rata hyperbelin muotoinen tuossa SOI:ssa ja se vaihtaisi suuntaansa jonkin verran. Merkittävää tässä tapauksessa on se, että aluksen nopeus poispäin Auringosta ei muutu muuten kuin tilapäisesti - kun se ensin lähestyy planeettaa ja myöhemmin loittonee - mutta kun sen suunta kuitenkin muuttuu, tarkoittaa se sitä että aluksen kokonaisnopeuden on noustava. Tuo energia nopeuden nostoon ryöstetään planeetan liike-energiasta kiertoradallaan mutta koska planeetan massa suhteessa avaruusalukseen on varsin suuri, ei sillä pienellä energiamäärällä ole planeetalle mitään merkitystä, muilla ilmiöillä avaruudessa on paljon suurempi merkitys.
Käytännössä alusten radat planeettojen ratojen kohdalla ovat hyvin harvoin suoraan poispäin Auringosta joten tuota ilmiötä on vaikeampi havaita, perusperiaate tuossa kuitenkin pysyy samana. Englanninkielisen Wikipedian artikkelissa aiheesta on monta hyvää graafia ja muutenkin parempi selitys aiheesta. Mm. Voyagerien radat suhteessa Aurinkoon ovat ihan selkiyttäviä.
"
_ 