Warum fiel die Geschwindigkeit von Voyager 2 vor der ersten Schwerkraftunterstützung weit unter die Fluchtgeschwindigkeit?

Gemäß @kasperds Kommentar zu einer anderen Frage.

Wenn man sich die Grafik unten ansieht, scheint es, dass Voyager 2 mit knapp über der Fluchtgeschwindigkeit des Sonnensystems gestartet wurde. Kurz vor dem Vorbeiflug an Jupiter bewegte es sich viel langsamer als die Fluchtgeschwindigkeit. Vermutlich wäre bei einer Reise zum Jupiter das einzige, was die Geschwindigkeit der Sonde verändert hätte, die Schwerkraft der Sonne. Wenn sich die Sonde weiter von der Sonne entfernte, würden Sie erwarten, dass sie langsamer wird, aber warum sollte sie unter die Fluchtgeschwindigkeit fallen, wenn sie über ihr startete?

Diagramm zur Geschwindigkeit von Voyager 2

Antworten (4)

Sie haben Recht, dass die Voyager kurz nach dem Start nicht von der oberen Fluchtgeschwindigkeit auf die untere Fluchtgeschwindigkeit geändert hat. Die Handlung ist insofern irreführend, als sie genau dort bei 1 AU einfach nicht sehr genau ist. Die Handlungsstränge sind irgendwie dick und ein Hauch davon.

Jetzt, wo ich es genauer betrachte, ist die Fluchtgeschwindigkeitslinie in diesem Diagramm auch an anderen Stellen falsch.

Hier ist eine bessere Handlung:

Voyager 2 und solare Fluchtgeschwindigkeiten

Sagt diese Grafik, dass Voyager 2 mit einer Geschwindigkeit von 36 km/s gestartet wurde? Weil ich andere Quellen habe, die sagen, dass New Horizons den Rekord für die schnellste Startgeschwindigkeit hält, die etwa 58.536 km pro Stunde (16.260 km/s) beträgt, nicht einmal die Hälfte der Geschwindigkeit, die in der Grafik gezeigt wird.
Wann immer Sie über eine Geschwindigkeit sprechen, müssen Sie relativ zu was fragen? Die Grafik zeigt Geschwindigkeiten relativ zur Sonne. Die Geschwindigkeit von New Horizons, die Sie zitieren, ist relativ zur Erde. (Übrigens, Sie setzen ein Komma in Ihren Kommentar, das ein Dezimalpunkt sein sollte.)
Wie wird dieser Wert in Geschwindigkeit relativ zur Erde umgewandelt? Ich habe Mühe herauszufinden, wie hoch die Startgeschwindigkeit der Voyager 2 ist. Mein Problem mit dem Koma.
Die Erde bewegt sich mit etwa 30 km/s um die Sonne, das ist also der größte Unterschied. Die Geschwindigkeit relativ zur Erde fällt jedoch nach der Injektion schnell ab, wenn sie die Erde verlässt, so dass es davon abhängt, wann und wo (Erdhöhe) diese sogenannte "Startgeschwindigkeit" gemessen wird, und es hängt von der Abflugrichtung ab, um den Erdumlaufgeschwindigkeitsvektor zu subtrahieren , also gibt es keine einfache additive Konvertierung. Du solltest eine neue Frage stellen.

Das Bild ( Original bei Wikimedia Commons ) ist nur eine Annäherung, wie die merkliche Formänderung der Fluchtgeschwindigkeitslinie des Sonnensystems bei 14 AE zeigt. Die Linie ist nur mit drei Punkten definiert, und ich vermute, dass der Ersteller des Diagramms versucht hat, die Kurve manuell zu formen.

Laut Wikipedia beträgt die Fluchtgeschwindigkeit des Sonnensystems auf der Erdumlaufbahn (1 AE) 42,1 km / s, erheblich mehr als die ~ 35,5 km / s dieser Grafik. Der Autor der Grafik merkt an, dass sie auf diesem Bild basiert , das, obwohl es von der NASA stammt, anscheinend dieselben Ungenauigkeiten aufweist.

Laut einer anderen Wikipedia-Seite :

Die einzigen Objekte, die bisher direkt in eine solare Fluchtbahn geschossen wurden, waren die Raumsonde New Horizons, ihre dritte Stufe und ihre beiden kleinen entwirbelten Massen.

Jemand sollte eine verbesserte Version grafisch darstellen!
Jemand arbeitet daran ;-) Es sieht so aus, als müssten die beiden Kurven parallel verlaufen. Heute Abend weiß ich mehr.
@Hobbes Wer macht das? Es wäre auch toll, eine für Voyager 1 (und die anderen Sonden auch) zu haben.
Ich arbeite dran. Die Voyagers werden komplizierter sein, weil sie nicht auf hyperbolischen Flugbahnen gestartet wurden.
Ich erhalte nicht einmal einen 404-Fehler bei diesem Originalbild-Link (NASA). Es scheint, dass die NASA ihre Geschichte nicht pflegt. Seufzen. (auch keine Wiederholungen der Originalbänder von Apollo 11 ...)
@FKEinternet Ich habe die Datei bsf16-22.gif in archive.org gefunden. Ab 2016 erhielt es eine 302-Umleitung zu einem anderen Webverzeichnis auf der NASA-Website.

Auf den ersten Blick sind sowohl Umlaufgeschwindigkeit als auch Fluchtgeschwindigkeit proportional zu 1 d ich s t a n c e t Ö t h e s u n , also erwartete ich, dass die Kurven parallel verlaufen würden, mit einem Offset für die Startgeschwindigkeit der Sonde plus weiteren Offsets für jede Schwerkraftunterstützung. Marks Antwort zeigt, dass es komplizierter ist.

Fluchtgeschwindigkeit

Für einen kugelsymmetrischen massiven Körper wie einen (nicht rotierenden) Stern oder Planeten errechnet sich die Fluchtgeschwindigkeit in gegebenem Abstand nach folgender Formel:

v E s c a p e = 2 G M r

wobei G die universelle Gravitationskonstante ist ( G = 6.67 × 10 − 11 m 3 k g − 1 s − 2 ), M die Masse des Körpers und r der Abstand vom Raumpunkt zum Massenmittelpunkt.

Wenn ich dies in Excel einstecke, bekomme ich dieses Diagramm für Fluchtgeschwindigkeit vs. Entfernung:

Fluchtgeschwindigkeit

Ich arbeite immer noch an Orbitalgeschwindigkeitsdaten, um fortzufahren.

Sieht so aus, als würde eine Fluchtmission gut daran tun, bei Saturn aufzutanken, am Knie dieser L-förmigen Fluchtgeschwindigkeitskurve.
Wenn Sie das tun, würden Sie die Schwerkraftunterstützung von Jupiter und Saturn verlieren.
Man könnte noch bei Saturn vorbeischauen. Der Gewinn der Reisenden von Jupiter zu Saturn ist jedoch genauso groß wie die Abnahme der Fluchtgeschwindigkeit (6-7 km/s). Wie auch immer, neugierige Dannii hier hat gerade erklärt, dass es einfach eine schlechte Handlung ist. Vielleicht ist die Flucht aus dem Sonnensystem etwas, zu dem Sie, Hobbes, sich inspiriert fühlen würden, es irgendwie zu veranschaulichen?

Die Geschwindigkeit des Reisenden fiel unter die Fluchtgeschwindigkeit, weil sein Fluchtweg verschlungen war. Es war eine planetare Vorbeiflugmission, die zusätzliches Delta V (und Schwerkraftunterstützung) erforderte, damit die Voyager sich ihren Weg nach draußen „schlängeln“ konnte, anstatt einen geraden Fluchtweg.

Das ist falsch.
Warum fiel die Geschwindigkeit von Voyager 2 vor der ersten Schwerkraftunterstützung weit unter die Fluchtgeschwindigkeit?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v