Dacă vrem să accelerăm un obiect în timp ce ne aflăm în spațiul cosmic, o modalitate de a face acest lucru este cu ajutorul unei tehnici numite „asistență gravitațională” (sau „praștie gravitațională”). De exemplu, NASA a accelerat unele sonde spațiale folosind tehnica asistenței gravitaționale în jurul lui Jupiter și al altor planete. Dar nu încalcă principiul conservării energiei și al conservării impulsului această metodă?
Manevra de asistență gravitațională reprezintă folosirea vitezei relative și a gravitației unei planete sau a altui corp ceresc pentru a modifica direcția și viteza unui obiect (de exemplu, o sondă spațială), pentru pentru a accelera, decelera și/sau modifica cursul acelui obiect, pentru a salva din carburant, timp și pentru a micșora cheltuielile.
Animație a traiectoriei sondei spațiale Voyager 2 (NASA) din 20 august 1977 până pe 30 decembrie 2000, folosind asistența gravitațională
•Voyager 2 •Terra •Jupiter •Saturn •Uranus •Neptun •Soare
credit: wikipedia.org
• Pentru a răspunde la întrebarea privind conservarea energiei și a impulsului, să vedem ce se întâmplă din perspectiva unui sistem de coordonate în care Jupiter se află, inițial, în repaus.
În acest sistem de coordonate, obiectul nu se depărtează de Jupiter cu o viteză mai mare decât cea pe care o avea inițial, dar obiectul își schimbă direcția. Jupiter atrage gravitațional obiectul, iar obiectul atrage gravitațional Jupiter. Jupiter și obiectul sunt accelerate în direcții opuse și, prin urmare, impulsul total este conservat.
• Dacă acum vizualizăm aceste interacțiuni dintr-un sistem de referință în care Soarele se află în repaus, Jupiter nu începe în fapt să se deplaseze în direcția opusă. În schimb, Jupiter încetinește ușor și, prin urmare, pierde ceva dacă energia și impulsul său. Iar obiectul accelerează, câștigând astfel această energie și impuls. În acest fel, energia și impulsul sunt conservate.
Deoarece masa lui Jupiter este mult mai mare decât masa obiectului, viteza lui Jupiter se schimbă doar cu o valoare foarte mică, dar viteza obiectului se schimbă semnificativ.
Asta este ceea ce numim „asistență gravitațională”.
