我们能从火箭上发射火箭吗?

5月17日

问题

一枚火箭或某种航天器能否以1000公里/小时的速度安装在另一枚火箭上,然后以1000公里/小时的速度发射,以2000公里/小时的速度飞行,另一枚火箭安装在第二枚火箭上,速度翻倍?如果这是可行的,为什么不加快探测器的火星之旅呢?

回答

格里·吉尔摩提出了这个理论。

格里:是的,这就是答案。事实上,我们就是这么做的。这不是联合速度,而是联合加速度,但最终,你会得到联合速度。例如,当你发射一枚大火箭时,你会绑上四五个小火箭。它们被称为助推器,然后你把它扔起来,然后你有第二级,第三级,等等。累积速度是通过在飞行的不同阶段增加火箭发动机来建立的。

一旦你的火箭用完了,你还可以做另一件可爱的事情,那就是从行星或月球上弹回来。实际上,从物理上讲,你不会撞到它,但如果你真的很接近它,你就可以接近一颗行星,然后急速离开。

克里斯-这就是他们所说的“弹弓”,不是吗?

Gerry -是的,这是一个“弹弓”。“引力弹弓。”

克里斯-它是怎么工作的?

格里:嗯,如果你适当地控制宇宙飞船的运动时间,你可以从行星的轨道上带走一点能量。你让行星稍微减速,让自己加速,所以总能量守恒,但你把能量从行星转移到航天器。

克里斯-当然,如果你被什么吸引了。如果你向一颗大行星急速靠近,它的重力会加速你向它靠近,当你绕到它的另一边,你想再次离开,它会不会像最初把你拉进去那样用力地把你拉回来,所以没有净收益?

Gerry -这都是一个相对运动的问题,事实上,物体也在旋转,这也有助于混淆很多东西。如果你只是想象一个静止的行星,你下降,然后再回来,那么,是的,你什么也得不到。事实上,你会绕着那颗行星的轨道转啊转啊转,就像月亮绕着地球转一样,什么都不会改变。但是,如果你离行星很近,记住行星在移动,和你想要的位置相比,在不同的参照系中,你可以获得一些能量。这就是你如何到达木星或土星这样的外行星。你先进入金星,然后高速绕着金星转,然后你就会被甩出去,这是唯一的方法。

克里斯-所以你让金星把你拉进去,但是当你到达金星的时候,金星已经离开了别的地方所以你只是得到了金星暂时在那里的重力加速度,然后你就在去别的地方的路上了。你在几个行星上这样做几次,你可以得到比用火箭更快的速度?

格里:完全正确。这只是一个精确计时的问题。

克里斯:我猜,这也需要很长时间,因为你必须在太阳系中不断地来回飞行,进行数十亿公里的旅行,而不是从a点到B点?

格里:是的,一个典型的外行星任务,实际上会在金星、地球和火星上反弹两三次,然后再出发。所以它在太阳系内部弹跳,加速,加速,直到最终,它在弹弓中弹射出去。

克里斯:从花费的时间来看,这样做比用一个非常非常非常大的火箭加速到非常非常高的速度要快得多?

格里-不。就花费的时间而言,如果你很有钱,你有一个非常大的火箭,这就是这样做的方法但是当艾萨克·牛顿可以为你做的时候,这样做只是浪费钱。

克里斯:还有,有没有更大的内在风险因为如果你有一个非常非常大的火箭如果出了什么问题那将会是一个非常非常大的爆炸,而且,你也可以选择风险更低的途径如果你像你说的那样从行星上弹回来?

格里:是的,有用。人们已经做了很长时间,所以我们知道怎么做,所以它是具有成本效益的。它确实需要一些非常可爱的计算,因为你必须知道在正确的时间和正确的地点,每件东西会在哪里。但是,这就是太空科学家的工作!

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