Asistencia gravitatoria

De Wikipedia
Saltar a navegación Saltar a la gueta

En astronáutica denominar asistencia gravitatoria a la maniobra destinada a utilizar la enerxía del campu gravitatorio d'un planeta o satélite pa llograr una aceleración o frenáu de la sonda camudando la so trayectoria.

Trayectoria de la misión espacial Cassini, qu'utilizó l'asistencia gravitatoria.

El términu inglés utilizáu ye slingshot effect (efectu fonda), swing-by (hamacarse) o gravity assist (asistencia de gravedá). Tratar d'una técnica común nes misiones espaciales destinaes al Sistema Solar esterior. P'aforrar costos nel cohete de llanzamientu diséñense complicaes trayectories que faen pasar la sonda por unu o dellos planetes antes de dirixise al so destín final. Pa poder utilizar l'asistencia gravitatoria ye necesariu una correcta alliniadura de los planetes, razón pola cual les misiones espaciales tienen estrictes ventanes de llanzamientu.

El primeru que propunxo utilizar el campu gravitatorio d'un planeta pa dirixir una sonda escontra un destín más difícil d'algamar foi Giuseppe Colombo (1920-1984), matemáticu ya inxenieru na Universidá de Padua (Italia).

La misión espacial Cassini/Huygens utilizó l'asistencia gravitatoria de Venus en 2 ocasiones, la Tierra y Xúpiter pa llegar finalmente a Saturno nun periodu de tiempu de 7 años.

La máxima medría de velocidá que puede apurrir un planeta depende de la so masa y velocidá. Por casu, nel casu de Venus ye de 7 km/s. La Tierra 8 km/s. Marte 3,5 km/s. Xúpiter 43 km/s. Saturno 26 km/s.[1]

Esplicación de l'asistencia gravitatoria[editar | editar la fonte]

P'acelerar la nave espacial[editar | editar la fonte]

La nave espacial ta representada pol puntu (nel ángulu cimeru derechu) que se mueve escontra la esquierda. El planeta (la pelota negra) muévese escontra baxo. El sistema de coordenaes (embaxo a la derecha) amuesa la velocidá de la nave, la llinia colorada más delgada amuesa la velocidá constante de la nave si nun s'utilizara l'efectu fonda».

Supongamos qu'usté ye un observador “estacionariu” y que ve un planeta que se mueve escontra baxo a velocidá y una nave espacial que se mueve escontra a la izquierda a velocidá Si la nave espacial lleva la trayectoria correcta va pasar tan cerca del planeta que va entrar nuna órbita circular. Cuando ente nesta órbita, tará moviéndose a velocidá con al respective de la superficie del planeta, porque'l planeta ta moviéndose na dirección opuesta, a velocidá Cuando la nave abandone la órbita tará moviéndose inda a la mesma velocidá con al respective de la superficie del planeta, pero na dirección opuesta, escontra la esquierda y yá que el planeta ta moviéndose escontra baxo a velocidá , la nave espacial va movese escontra baxo a velocidá dende'l so puntu de vista. La velocidá de la nave espacial aumentó en , el doble de la velocidá a la que'l planeta ta moviéndose.

Esti exemplu ta tan simplificáu que nun ye realista – en realidá la nave espacial tendría qu'encender los sos motores pa escapar d'una órbita circular y el propósitu de l'asistencia gravitatoria ye precisamente ganar velocidá ensin quemar combustible. Pero si la nave espacial viaxa nuna ruta que forme una hipérbola, va dexar el planeta na dirección opuesta ensin encender los sos motores, anque la ganancia de velocidá sía un pocu menos de

Podría paecer qu'esta esplicación viola la caltenimientu de la enerxía y el momentu, pero resalvemos los efectos de la nave espacial nel planeta. El momentu llineal ganáu pola nave espacial ye igual en magnitú al que perdió'l planeta, anque la gran masa del planeta fai que'l cambéu na velocidá resulte insignificantemente pequenu. Los efectos nel planeta son tan pequenos (porque los planetes son muncho más masivos que les naves espaciales) que pueden ser ignoraos nel cálculu.

Una imaxe más realista d'un alcuentru nel espaciu rique la considerancia de siquier dos dimensiones. Nesti casu aplíquense los mesmos principios, solo que'l cálculu de la velocidá rique aplicar suma vectorial.

Pa frenar la nave espacial[editar | editar la fonte]

La nave espacial ta representada pol puntu (nel ángulu cimeru derechu) que se mueve en diagonal escontra la esquierda y embaxo. El planeta (la pelota negra) muévese escontra baxo. El sistema de coordenaes (embaxo a la izquierda) amuesa la velocidá de la nave, la llinia colorada más delgada amuesa la velocidá constante de la nave si nun s'utilizara l'efectu fonda».

L'asistencia gravitatoria tamién puede utilizase pa frenar una nave espacial. La Mariner 10 facer en 1974 y la MESSENGER tamién lo fixo, dambes pa llegar a Mercuriu.

Si inda ye necesariu un mayor cambéu de velocidá, la manera más económica de consiguilo ye encender los motores cerca de la periapsis (máximu aproximamientu). Un encendíu del cohete dáu siempres apurre'l mesmu cambéu na velocidá (delta v), pero'l cambéu na enerxía cinética ye proporcional a la velocidá del vehículu nel momentu del encendíu. Asina que pa llograr el máximu d'enerxía cinética del combustible, l'encendíu tien de tener llugar cuando'l vehículu tea a la máxima velocidá, na periapsis. A esto llámase-y efectu Oberth.

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

  1. Llibru "Aldu al cosmos. Los secretos de l'astronáutica" (febreru 2011) de Javier Casáu. ISBN 978-84-614-7385-4. Segunda parte: "Tecnoloxía Espacial", títulu "Viaxes interplanetarios: hasta l'infinitu, y más allá", subtítulu "Afaciendo l'ayuda" aprosimao nel sitiu 38% del llibru. Descarga del llibru: [1]

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]

Español:

Inglés:

  • DUR.ac.uk (asistencia gravitatoria o slingshot effect).
  • ESA.int Animación de l'asistencia gravitatoria mientres la misión Cassini-Huygens
  • MathPages.com (teoría d'asistencia gravitatoria, o gravitational slingshot theory).


Asistencia gravitatoria