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一周答疑

牧夫天文  · 公众号  · 科学  · 2017-05-07 08:16

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牧夫天文·每周答疑

 


小编重新浏览了本周大家在公众号留言区的评论,发现还有两个问题没有解答,正好这两个问题颇具代表性,因此在这里发出来和读者诸君共同讨论!


问题

1

为什么卡西尼号没有因为大气摩擦而烧毁?

其实不是没烧毁,而是暂时没烧毁。卡西尼号的终极使命完成之后,就会如扑火的飞蛾一样灿烂地消逝。

问题

2

卡西尼号的运动方程?

卡西尼号在飞行过程中使用了引力弹弓效应。它在飞行的时候,并非直接飞向土星,而是先飞掠金星,再经过地球,最后绕到土星。同样的飞行方式在《星际穿越》与《火星救援》等科幻作品中都有所体现。这样做的好处是可以节省燃料。


那么今天小编为大家用几个式子稍微解一下这个问题。其实只要用高中物理的知识就可以理解。

首先我们为了简便起见,只讨论最简单的情况——飞出太阳系。假设整个过程都在同一平面内进行,并且假设太阳系仅仅存在地球、土星两颗行星,不考虑一切阻力和自转的影响。那么现在,假设我们想要让发射一艘宇宙飞船,让它飞出太阳系,我们分别计算一下,直接飞出去和经过土星的引力弹弓效应再飞出去,哪个更省事儿。

如果大家不想计算太复杂,可以直接按照最后一张图,直接把整个过程当做一个碰撞过程。也能体会到引力弹弓的厉害之处。


另外小编再给大家补充一下另一个类似情况。飞机在从北京飞纽约时候,从世界地图上看,往往要先北上”绕着走“,这是为什么呢?我们知道两点之间直线最短,而球面上的直线则是”大圆“,因此,此时飞机走的是球面上的直线,即短程线,这样也是起到了节省燃料的效果,和引力弹弓可谓异曲同工。

作者:王纪尧

校对:李鑫 

责任编辑:解仁江



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