Wäre es möglich, über Jupiter hinauszugehen, ohne eine Schleuder zu machen?

Es wird gesagt, dass wir nicht über eine so fortschrittliche Technologie verfügen, um ein Raumschiff aus dem Sonnensystem zu schicken. (Quelle: Alle herum )

Wenn ein Raumschiff von der Erde gestartet wird und das Sonnensystem verlassen will, wird es durch die Anziehungskraft der Sonne abgebremst. Und irgendwann hat es eine Geschwindigkeit von 0 und würde anfangen, in die Sonne zu fallen (wenn es nur Kraftstoff verwendet, um sich selbst anzutreiben).

Wenn sich ein Objekt jedoch schneller als die Fluchtgeschwindigkeit an diesem bestimmten Ort bewegt, würde es irgendwann der Anziehungskraft entkommen, aber seine Geschwindigkeit würde verlangsamt. v = v 2 v e 2

Die Umlaufgeschwindigkeiten von Planeten im Sonnensystem werden verwendet, um bei interstellaren Reisen an Geschwindigkeit zu gewinnen. Die Reisenden sind gute Beispiele, beide benutzten Jupiter als Schleuder, damit sie ihre Geschwindigkeit erhöhen konnten, um die Fluchtgeschwindigkeit an diesem bestimmten Ort zu überwinden und das Sonnensystem verlassen zu können. (Quelle: NASA )

Die meisten interstellaren Schiffe (bisher) verwenden Jupiter für Gravitationsschleudern. Wären Menschen in der Lage, ein Raumschiff zu starten und es über den Jupiter hinaus fliegen zu lassen oder, wenn möglich, das Sonnensystem zu verlassen, ohne Gravitationsunterstützung zu leisten?

Ein solches Raumschiff hat eine WICHTIGE Startmasse, es ist nicht wie die New Horizons, die etwa 500 kg betrug. Eine große Rakete wie die Apollo 11 hat eine Startmasse von 45.000 kg. (Quelle: Apollo11 )

Wie weit würde es über Jupiter hinausgehen, könnte es Saturn erreichen oder noch weiter gehen?

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Ich habe nicht gewählt, aber wenn Sie einen möglichen Grund wollen: "Es wird gesagt, dass ..." von wem? mit welchen Beweisen? Sie präzisieren Ihre Frage mit einer falschen Behauptung.
@Matthew Sie können die Stimmenzählung anzeigen, wenn Sie 750 Wiederholungen erreichen. ( Quelle )
"Alle in der Nähe" ist einfach falsch. Mit der aktuellen Technologie ist es absolut möglich, ein Raumschiff jeder praktischen Größe (d. h. kleiner als beispielsweise ein kleiner Asteroid) zu starten. Entwerfen Sie es einfach in Teilen in der Größe von zB Falcon 9, starten Sie sie in den Orbit, bauen Sie sie dort zusammen und starten Sie den Motor. Aber wenn Sie ein oder zwei Schwerkraftunterstützungen durchführen, können Sie weniger Starts für eine gewünschte Nutzlast verwenden, was beim Budget hilft :-)
@Matthew: Wir haben definitiv Technologie. Wir haben drei Sonden auf dem Weg aus dem System. Wir haben keine Technologie, um zu anderen Systemen zu reisen.

Antworten (2)

Es ist absolut möglich, nur nicht empfohlen. New Horizons wurde mit der Fluchtgeschwindigkeit des Sonnensystems gestartet , was bedeutet, dass es jeden Ort jenseits der Erde hätte besuchen können, ohne anzuhalten. Er besuchte jedoch Jupiter, um ihn noch schneller verlassen zu können, der Jupiter-Stopp war rein optional.

Was die Frage nach bemannbaren Raumfahrzeugen anbelangt, so könnte dies wiederum möglich sein, wenn man bereit ist, eine ausreichend große Rakete zu verwenden. Der vorgeschlagene BFR könnte sicherlich einen Satelliten in die Erdumlaufbahn bringen, der das Sonnensystem verlassen könnte, ohne dass eine Schwerkraftunterstützung erforderlich wäre. Die Delta-V-Anforderungen dafür können auf der Delta-V-Budget-Wikipedia-Stufe eingesehen werden . Es benötigt 8,8 km/s von der Erdumlaufbahn bis zum Vorbeiflug an Jupiter. Es benötigt 12,3 km/s, um der Schwerkraft der Sonne zu entkommen. Es spart also ziemlich viel Delta-V, was mehr Nutzlast und/oder schnellere Zeiten ermöglicht, aber insgesamt ist es machbar. Aber es macht kaum Sinn, über bemannte Raumfahrzeuge außerhalb des Sonnensystems zu sprechen, wenn wir noch nicht einmal eine bemannte Mission zum Mars geschickt haben.

Eine weitere neue Frage: Könnten wir tatsächlich ein Raumschiff so schnell starten, dass es das Sonnensystem verlassen kann, ohne eine Schleuder zu machen, aber mit einer menschlichen Besatzung?
Die Antwort auf diese Frage lautet ja, aber was wird die Crew tun?
@ErinAnne Neues Horizontgewicht < 500 kg, eine Sojus wiegt fast 7000 kg. Es wäre möglich, aber vielleicht nicht mit der aktuellen Technologie
Benötigen Sie Menschen an Bord, die noch am Leben sind, wenn sie das Sonnensystem verlassen, und kümmern Sie sich darum, wie lange es dauert, bis sie das Sonnensystem verlassen?
Sie werden sowieso tot sein.
Es gibt keinen Grund, warum es eine intensive oder gefährliche Beschleunigung erfordern würde; Sobald Sie im Weltraum sind, können Sie einfach länger brennen, und die Raketengleichung bestimmt Ihre maximale Endgeschwindigkeit relativ zum Startpunkt. Allerdings kein sehr beliebtes Selbstmordkommando.
@pjc50: Wow, der Erste zu sein, der nichts Interessantes mit eigenen Augen sieht ... Wo kann ich mich für diese Mission anmelden?
Ich hingegen frage mich, ob ich Nutzen und Kosten von New Horizons Jupiter Assist abwägen sollte. Es würde später bei Pluto ankommen, aber wenn es sich langsamer bewegte, würde es viel länger bei der engsten Annäherung bleiben und könnte viel mehr Daten senden. Vielleicht wäre sogar eine Erfassung möglich (mit Charon-Unterstützung?)
@Antzi Wenn Sie die Menschen ohne eines dieser unnötigen Lebenserhaltungssysteme in eine Kiste stecken, wäre das eine leichtere Nutzlast als New Horizons ...
Wenn es Ihnen egal ist, die Besatzung für eine bestimmte Zeit am Leben zu erhalten oder sie zur Erde zurückzubringen, sind es nur ~ 100 kg Masse (mit etwas Spielraum) pro Person, als wäre es eine andere Nutzlast.
Ich habe den menschlichen Wunsch nach solchen Raumfahrzeugen nicht bemerkt. Ich habe ein paar relevantere Informationen hinzugefügt.
@SF. Das könnte eine ausgezeichnete Frage für die Hauptseite sein;-)

Mit einem ausreichend leichten Raumschiff und ausreichend großen Raketen ist es möglich, die Sonnenaustrittsgeschwindigkeit direkt zu erreichen. Derzeit wurde dies nur mit der New Horizons- Sonde durchgeführt. Es ist also möglich - nur sehr schwer zu tun.

Daher die Schleuderbahn, die Ihnen "freie" Beschleunigung gibt, ohne zusätzlichen Raketentreibstoff zu benötigen. Es ist nicht so, dass es zu 100 % erforderlich ist, sondern einfach, dass es die praktischste Art ist, es zu tun. Eine Analogie wäre, ob Sie sich dafür entscheiden, auf einem glatten Pfad um die Außenseite eines Berges herum zu gehen, oder ob Sie über die Spitze gehen - beide bringen Sie zum selben Ort, und der glatte Pfad legt eine längere Strecke zurück, tut es aber Der harte Weg ist langsamer und erfordert viel mehr Aufwand.

Auf der Erdoberfläche beträgt die Anziehungskraft der Sonne das 0,0006 -fache der Erdanziehungskraft. G = 9,8 N/kg, das ergibt also eine Gravitationsanziehung von etwa 6 mN/kg. Ein antriebsloses Raumfahrzeug, das keine solare Fluchtgeschwindigkeit hat, würde schließlich zur Sonne zurückgezogen, es sei denn, es gäbe andere Faktoren, die seine Flugbahn steuern. Es würde nicht unbedingt "in" die Sonne fallen, aber es würde höchstwahrscheinlich auf einer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne landen.

Die Schwerkraft ist hier jedoch nicht das einzige Spiel in der Stadt. Die Sonne erzeugt einen Strahlungsdruck, der es Sonnensegeln ermöglicht, ein Raumschiff anzutreiben. Obwohl dieser Strahlungsdruck mit der Entfernung von der Sonne abnimmt, nimmt er mit einer inversen quadratischen Charakteristik ab, genau wie die Schwerkraft. Ein Sonnensegel, das in der Erdumlaufbahn die Schwerkraft überschreiten kann, wird daher auch für den Rest seiner Reise aus dem Sonnensystem die Schwerkraft überschreiten, und das Raumschiff wird immer von der Sonne weg beschleunigen. Derzeit haben wir ein erfolgreiches Sonnensegelfahrzeug, das zeigt, dass diese Theorie tatsächlich in der Praxis funktioniert, aber wir hatten noch kein ernsthaftes Raumschiff, das dies als primäres Antriebsmittel verwendet. Erwähnenswert ist es trotzdem.

Diese Antwort ist voller Unwahrheiten. Finden Sie weitere Quellen.
"Es würde nicht unbedingt "in" die Sonne "fallen" - die Sonne zu streifen erfordert mehr Delta-V als das Sonnensystem zu verlassen. Es ist viel weniger wahrscheinlich, als zu entkommen. "In der Praxis ist das derzeit aus wirtschaftlichen/praktischen Gründen nicht möglich." Die Antwort von PearsonArtPhoto stellt fest, dass New Horizons direkt gestartet wurde, um der Geschwindigkeit zu entkommen. Es hat dies 2006 mit einem Atlas V gemacht, mit der oberen Centaur- und einer weiteren Sustainer-Stufe. Dies ist kein Ort für Leitartikel. Nur weil Sie denken, dass etwas schwierig ist, heißt das nicht, dass es nicht getan wurde.
Es ist erwähnenswert, dass NH klein war und es das einzige Objekt in der Geschichte ist, das direkt von der Erde in eine Fluchtgeschwindigkeit des Sonnensystems gebracht wurde, aber es wurde einmal gemacht, also ...
@ErinAnne Kein Leitartikel - Mir war nicht bewusst, dass NH die volle Sonnenfluchtgeschwindigkeit hatte, und mir war bewusst, dass es eine Jupiter-Schleuder verwendet hatte. Werde diesen Teil klären. Danke für die Korrektur.
" Derzeit wurde dies nur mit der New Horizons-Sonde durchgeführt. Es ist also möglich - nur sehr schwer zu tun. " Ich bin Luft- und Raumfahrtingenieur. Ich arbeite an Orbitalmechanik (obwohl hauptsächlich LEO relnav, nicht interplanetare Trajektorien). Der Start von New Horizons war einzigartig, weil er, ehrlich gesagt, eine einzigartige Mission hatte. Sicherlich gibt es Massenbeschränkungen für die Stufe Atlas 551 / Centaur / ATK Star, aber da wir die Raketen haben, ist es einfacher , eine Sonde auf diese Weise zur Flucht zu schicken, als Schleudern einzuplanen und auf die entsprechenden Fenster zu warten. Wir sind zufällig sowieso ziemlich gut im Schleudern.