望遠鏡なしの天文学–ヒッチハイカーの太陽系ガイド

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燃料不足ですが、天体物理学は得意ですか?惑星間輸送ネットワーク(ITN)を使用すると、1日30アルティリアンドル未満で太陽系を巡ることができます。

ITNは、重力アシスト操作とラグランジュポイントの周囲およびその間の低エネルギー移動軌道に基づいています。 ITNを使用すると、十分な忍耐力があり、目的地まで頻繁に遠回りすることを気にしない限り、非常に経済的に燃料を使用してソーラーシステムをツアーすることが理論的に可能です。

太陽系全体が重力井戸によって反っているゴムシートであると想像すると、惑星は実際には、太陽の包括的な重力井戸の側面に押し込まれた、さまざまな深さの小さなくぼみです。

このストーリーで重要なのは、これらの小さなくぼみの端が、太陽と惑星によって作成された急な傾斜に対してほぼ平坦であることです。急な斜面をまっすぐ登ろうとするよりも、これらの平らなエッジを移動するのに必要なエネルギーははるかに少なくて済みます。

地球の重力井戸の周囲にある平らな端は、太陽と地球の間に直接位置するラグランジュポイント1(またはL1)と、太陽の反対側の地球の反対側にあるラグランジュポイント2(L2)でマークされた土地です。 。

宇宙船がラグランジュ点を周回し、ほとんどエネルギーを消費せずに太陽の周りを移動することが可能です。それは、太陽を周回するときに基本的に地球の弓波に乗っているからです。つまり、その過程で大量の燃料を燃やす必要なく、地球と同じ軌道速度(毎秒30キロメートル)で太陽を運びます。

また、ラグランジュポイントは、異なる惑星軌道間の低エネルギー移動を可能にする接合点を表します。太陽系の時空の曲率が巨大なスケートボードパークを作るかのように、L1を降りて金星までの軌跡をたどることができます。次に、火星のL1への長い曲がりくねった道を降ります。ここで再び休憩してから、おそらく火星のL2に移動してから、木星に移動するかもしれません。

3つまたは4つの物体(たとえば、宇宙船、地球と太陽、さらには火星も追加)の間の重力相互作用の数学的分析は複雑で、カオス理論といくつかの類似点があります。しかし、このような分析により、太陽系全体の相互接続経路を特定できます。ITN支持者はこれを「チューブ」と呼んでいます。

ITNの原則は、燃料を節約するために多くの宇宙船ミッションで採用されています。エドワード・ベルブルノは日本の探査機を得るために低エネルギー月面移動を提案しました 飛天 従来の月にまたがる挿入軌道に必要な燃料の10%しかなかったにもかかわらず、1991年に月軌道に。月への移動時間は従来の3日間ではなく5か月でしたが、操縦は成功しました。 NASAのジェネシスミッションとESAのSMART-1も、低エネルギーのITNのような軌道を使用したと見なされます。

貧しいヒッチハイカーは、ITNを使用して惑星の壮大なツアーを続けることができます。ただし、必ずタオルをパックしてください。非常に 長旅。

(推奨読書:Ross、S.D.(2006)惑星間輸送ネットワーク。 アメリカの科学者 94(3), 230–237.)

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