Gutes Jahr für den Start einer interstellaren Mission aufgrund der Gravitationsunterstützung

Was ist das nächste ausgezeichnete Jahr für eine interstellare Mission (jenseits von Neptun). Die Hauptbeschleunigung für diese Missionen sind Gravitationshilfen mit Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.

Voyager 2 verwaltete die Gravitationsunterstützung für jeden der 4 Gasriesen, Voyager 1 verwendete nur Jupiter und Saturn. New Horizons wird Voyager 2 niemals erreichen, obwohl es mit einer deutlich höheren Geschwindigkeit gestartet wurde, da es nur Jupiter besucht hat (siehe die zugehörige Frage hier ).

Ich frage mich, was das nächste Jahr mit einer idealen Konstellation von (mindestens) den vier Gasriesen ist, um ein Raumschiff zu beschleunigen, um den interstellaren Raum schneller zu erreichen?

Eine sichere Obergrenze sollte ( Ö P = Umlaufzeit in Jahren)

t = Ö P Jupiter × Ö P Saturn × Ö P Uranus × Ö P Neptun   = 4.8  Millionen Jahre
. Das ist die maximale Zeit, die benötigt wird, um genau dieselbe Konfiguration zu erreichen. Aber natürlich sind Raumfahrzeuge flexibel, daher sollte das kleinste gemeinsame Vielfache viel kleiner sein.

Ich interessiere mich für das nächste gute Jahr (und auch dafür, wie man das berechnet).

Später hinzugefügt: Ein Teil der Frage wurde hier bereits beantwortet , und auch auf Wikipedia zum Gravitationsassistenten . Ich würde gerne verstehen, wie man das Jahr berechnet ( einem Mann das Fischen beibringt ... ) und was die Jahre für die Drei-Planeten-Anordnung sind.

Related When is the next Outer Planet lineup (Voyager) . Meinten Sie zur Verdeutlichung auch "extrasolare Reisen"? Interstellare Reisen, die Schwerkraftunterstützung durch die vier äußeren Riesen erfordern würden, würden so viel Zeit in Anspruch nehmen, dass das Warten auf die nächste Planetenausrichtung im Vergleich "gleich um die Ecke" erscheinen würde. ;)
Die Antwort auf die verwandte Frage von TildalWave besagt, dass die nächste 4-Planeten-Aufstellung nicht vor 2151-2154 ist. Wären Sie (wie ich) an möglichen 3-aus-4-Aufstellungen interessiert?
@TildalWave vielleicht für das neptunische Äquivalent des Manövers auf Folie 10 hier: niac.usra.edu/files/library/meetings/misc/trieste_may02_mtg/…
@JerardPuckett Dieser scheint die nahe Perihel-Verbrennung (bei 3-4 Sonnenradien gemäß diesem PDF ) zu verwenden, genau wie die von Ehricke-Trajektorie, die Deer Hunter in seiner Antwort erwähnt. Es ist keine "Grand Tour"-Trajektorie. Jupiter scheint nur verwendet zu werden, um die orbitale Exzentrizität zu erhöhen, damit die Sonde einen Perihel-Tauchgang machen kann, um die solare Schwerkraft voranzutreiben. ;)
Requisiten an Deer Hunter, der mich daran erinnert hat, wie das Manöver hieß / wer es sich ausgedacht hat. Siehe Kommentar unter seiner Antwort.
Danke für die interessante Diskussion auch hier, wie bereits auf die Antwort von Deer Hunter geschrieben, sehe ich jetzt, dass mir viel Wissen über moderne Raumfahrtideen fehlt. Danke, dass du mir das gezeigt hast :)

Antworten (1)

Eine interstellare Mission muss nicht mehr als zwei Planeten besuchen, da Ihr Interesse per Definition an Objekten außerhalb des Sonnensystems liegt. Die Voyager waren in erster Linie Planetenerkundungsschiffe, wenn auch mit symbolischen Botschaften an außerirdische Zivilisationen.

Wie ich in einer Antwort auf eine andere Frage geschrieben habe, die beste Flugbahn (auch bekannt als die Krafft-Arnold-Ehricke - Flugbahn), um mit der höchsten Geschwindigkeit aus dem Sonnensystem herauszukommen v ∞ muss verwenden:

  • Eine Schwerkraftunterstützung von Saturn
  • Eine Gravitationsunterstützung von Jupiter
  • Ein Perihel-Vortriebsmanöver (auch Zündmaschinen genannt) in der Nähe der Sonne (so nah wie es das Wärmekontrollsystem des Raumfahrzeugs zulässt).

Claudio Maccone schlug eine folgende Flugbahn vor, die eine Austrittsgeschwindigkeit von 51 km/s ergibt:

  • Eine Gravitationsunterstützung bei Jupiter
  • Ein motorisiertes Manöver in der Nähe der Sonne
  • Ein weiterer jovianischer Gravitationsassistent.

Die Möglichkeiten für eine Mission mit mehreren Unterstützungs- und Antriebsmanövern sind aufgrund der Flexibilität, die angetriebene Swingbys bieten, viel häufiger.

Verweise:

Gregory L. Matloff . Deep Space Probes: Zum äußeren Sonnensystem und darüber hinaus. 2. Aufl., 2005. S.46-48.

Claudio Maccone. Sonnenbrennpunkt-Missionen, 2nd Int'l Conf. über Low-Cost Planetary Missions, Laurel, MD, 1996. IAA-L-0604.

Krafft Arnold von Ehricke, "Saturn-Jupiter Rebound. Eine Methode zum Hochgeschwindigkeitsauswurf von Raumfahrzeugen aus dem Sonnensystem". Zeitschrift der British Interplanetary Society, Bd. 25, 1972. S. 561-571.

Gibt es einen Nutzen, viel weiter nach draußen zu gehen, bevor Sie wieder in Richtung Sonne stürzen, wie in i.stack.imgur.com/R1gLH.png ?
@JerardPuckett - zu lang, und das G M ist zu niedrig :)
Oh, das ist hochinteressant, danke für die Einführung und die Referenzen. Meine Idee, dass die Schwerkraftunterstützung von vier Planeten erforderlich ist, ist also zu naiv, und es gibt mehrere nette Alternativen. Jetzt muss ich etwas über moderne Raumfahrtideen recherchieren :)
Gutes Jahr für den Start einer interstellaren Mission aufgrund der Gravitationsunterstützung
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