引力轨道好玩吗 引力轨道玩法简介

引力轨道减弱模型的原理？

行星引力辅助变轨是指从一个星球发射的航天器飞近另外一个星球(行星)，利用此星球的引力改变轨道, 向另外的目标星球飞去。这种利用行星引力进行变轨的方式有人将其称之为借力飞行或近旁转向技术，也有人将其称之为引力甩摆或行星引力辅助轨道转移技术 。

行星引力辅助变轨可更细地划分为:把探测器非常接近星体的过程叫做飞越(Fly by)或近旁转向(Swing by);利用近旁转向使探测器产生期望的轨道改变效果叫做引力辅助(Gravity assist)。

通过行星引力辅助变轨既可以改变航天器轨道的方向 ,还能使航天器加速或减速 。对于需要很大能量的行星际探测;可以在中途通过行星引力辅助变轨利用某星球的引力获得速度增量, 从而节省一定的燃料。

基本信息

• 中文名称

  行星引力辅助变轨

• 外文名称

  Planetary gravity assist maneuver

• 又称

  近旁转向、引力甩摆

• 所属领域

  航空航天

• 基本释义

  利用行星引力辅助航天器改变轨道

• 应用

  外太空探测

目录

1发展

2基本原理

•    

3基本特性

4轨道模型

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5轨道设计

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折叠编辑本段发展

利用行星引力辅助变轨是目前国际深空探测中常用的技术，例如伽利略号和卡西尼探测器就多次利用地球、金星、木星等改变轨道增加能量，从而节省大量燃料。俄罗斯为了减少高纬度发射地球同步卫星所耗费的燃料，提出利用月球引力辅助变轨的发射方案。而在1998年6月，美国休斯公司利用月球引力成功的挽救了未入轨的亚洲3号地球同步轨道卫星。

使用借力飞行方案探测太阳系中的天体，借力星体无非就是地球的天然卫星(月球)和比所要探测行星离地球更近的太阳系行星。

从火星探测借太阳系行星的引力飞行来看，应用最多的是金星。而金星为深空探测器提供借力源的实例有:美国的水星探测器Mariner10(水手10号)借金星之引力辅助于1974年到达水星;欧空局的Galileo(伽利略号)经过1次金星和2次地球近旁转向后到达木星;NASA/ESA的联合项目Cassini(卡西尼号)土星探测器经过了两次金星近旁转向于2004年7月到达土星。

折叠编辑本段基本原理

大多数行星间和行星探测轨道的初步设计基本均从应用圆锥曲线拼接法开始的。在应用这种方法进行轨道设计时，多体问题被分解为一系列的两体问题。

雅可比(JACOBI)积分

雅可比积分描述了限制性三体问题能量转移的约束，它是Jacobi在19世纪所发现的。两个巨大的质量体进行着两体运动，一个质点在两个大质量体质心的环绕轨道上运动，此质点的状态方程将守恒。

蒂塞朗准则(TisserandCriterion)

蒂塞朗是19世纪著名天文学家，他使用Jaco-bi积分来识别彗星，即在限制性三体问题中，彗星轨道要素满足的某一特定方程在彗星飞越一颗行星前后保持守恒。利用此方程计算两条不同时期观察到的彗星轨道并且结果一样，这可能是同一个彗星在两次观察之间飞越了一颗行星，并通过向前或向后推演轨道来确定猜测是否正确。

蒂塞朗准则应用到引力辅助轨道设计中时，设计过程将与彗星识别的过程相反。从发射行星到借力行星并且从借力行星到目标行星的计算可以使用Lambert定理完成，而识别这些轨道的可行性将需要使用蒂塞朗准则。

折叠编辑本段基本特性

图1给出了典型的行星引力辅助变轨的两种视角图像(行星中心视角和日心视角)。

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图中SOI(sphereofinfluence)表示行星的影响球;上标"-"和"+"分别表示探测器飞越行星前后的量;Vrel是探测器相对于行星的速度;V(-)rel表示探测器相对于行星从无穷远处靠近行星的速度;Vp表示行星的日心速度;Vs/c表示探测器的日心速度;δ表示探测器速度相对行星的矢量在探测器整个近旁转向其间转过的角度;γ表示探测器的飞行路径角;β表示个初始相对速度角(相对于借力行星);ΔVga表示由于引力辅助影响改变的探测器日心速度;探测器相对于行星的轨道是一条双曲线，这是因为探器相对于行星的速度大于行星的逃逸速度。

折叠编辑本段轨道模型

折叠无动力引力辅助模型

在初步轨道设计时，无动力引力辅助(Unpowered Gravity ASSIST，UPGA)可以近似为日心惯性坐标系中的一个瞬时速度脉冲(无需消耗工质)，引力辅助前后探测器的日心惯性坐标系位置没有变化。

折叠有动力引力辅助模型

有动力引力辅助(Powered Gravity Assist，PGA)轨道，可以看作双曲线俘获和逃逸轨道的拼接，并在近行星点处施加一次速度脉冲。

折叠编辑本段轨道设计

以火星探测器借助金星引力辅助变轨的轨道设计为例，说明行星引力辅助变轨的轨道设计过程。

借金星引力飞行探测火星的轨道设计过程分三步:(1)地球-金星轨道段;(2)金星-火星轨道段;(3)能量(C3)匹配。即可详细解释为在借金星引力的火星探测方案中，可以把探测器的轨道分成两段，第一段是地球-金星的转移轨道，通过地球-金星转移轨道的Pork-chop等高线，可以获取发射能量要求的地球发射时间和对应到达金星的时间，以及到达金星的能量。第二段金星-火星的转移轨道段，取前一段到达金星的时间作为第二段的初始时间，然后将火星轨道周期分成等份，求取每一等份末段点的时刻，作为到达火星的时间，然后通过求解朗伯(Lambert)问题得到探测器飞出金星的能量和到达火星的速度。如果探测器飞出金星的能量和探测器到达金星的能量相匹配，那么就可以得到从地球经金星借力到达火星的完整轨道，如果不能匹配，那么需要另外寻找发射机会。

Pork-chop图是以发射时间和到达时间为坐标的所需发射能量的等高线图。对于一个发射时间段来说，这个能量等高线图由无数条直接转移轨道(如Earth-Venus，Earth-Jupiter等)构成。图上的每一点都是求解相应的Lambert问题得到的。通过绘制的Pork-chop图可以寻找发射行星和借力星体、借力星体和目标星体之间可行性轨道。

折叠地球-金星轨道段

为了完成地球-金星的轨道设计，首先要寻找地球到金星的发射时机，此时机可以由地球-金星的Pork-chop图得到。图4和图5分别给出了2022~2023年地球-金星发射与到达的Pork-chop图。图中横坐标表示从地球发射的时间，纵坐标表示到达金星的时间，金星的星历选用JPL的DE405星历。

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图4中，等高线表示从地球发射探测器所需要的能量。从能量等高线图可以看出在等高线的两个谷底处是发射探测器的最佳时机，因所需的发射能量最少。在2022年10月-2023年10月这段时间内，从地球发射探测器到金星的最佳时间主要集中在2023年4月到6月。在此期间发射探测器所需的能量(两倍单位质量动能)大约为10(km/s)左右。

图5表示了2022年10月-2023年10月这段时间内，从地球发射探测器到达金星的到达Pork-chop图，由此图可以得到从地球到金星的到达能量，等高线表示到达金星所具有的能量(这里表示探测器飞越金星时的能量等高线)。此能量将被用来设计近旁转向期间轨道和下一段的日心轨道，也就是说，这个能量是用于下一轨道匹配的目标能量。

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从上图4与图5可以看出能量等高线是沿着某一轴不严格对称的，这也证实了短程和长程的能量是非严格对称的。现有火箭的运载能力是有限的，因此这里选用图4中满足现有火箭运载能力的部分发射窗口来进行轨道设计。

折叠金星-火星轨道段

假设探测器进入天体影响球和飞出影响球是同一时刻，将地球-金星轨道段得到的图6 到达金星的日期确定为金星-火星轨道段的发射日期，通过查金星星历可以得到此时金星的位置。为了设计这段轨道还需要知道到达火星的日期和探测器的飞行时间，对于这段轨道的设计可以通过求解Lambert问题来实现:为了搜索可行的金星-火星轨道，将火星的轨道周期N等分，对每一个从金星出发的日期，将对应N个抵达火星的日期以及飞出金星时的能量，根据现有运载火箭的运载能力，人为加入发射能量约束(小于35(km/s))，最终得到从金星出发时刻的C3曲线图(见图6)。从中可以看出，从金星出发的最佳日期为2023年08月12日-2024年03月06日。

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折叠能量匹配

需要将前面两节设计的两段轨道拼接起来才能形成完整的借力飞行轨道，这里采用能量匹配(C3匹配)来完成

C3匹配:飞入金星的能量(目标C3)与飞出金星的能量(C3曲线)匹配。反应在图8中可以描述为，如果飞入借力天体(金星)的能量(目标C3)与飞出借力天体的能量(C3曲线)有交点，那么表明存在满足匹配条件的无机动轨道;如果没有交点，表明在给定时间段内，针对此借力天体，不存在无机动的借力飞行轨道。

使用能量约束(发射能量小于35(km/s))、发射日期约束(2022年10月-2023年10月)和与火星交会时相对速度小于10km/s，可以得到40多组C3曲线(N=T火星/3day)，图6绘出了几组典型的仿真图像，(a)、(b)中C3曲线中是两条类抛物线，而(c)、(d)中C3曲线中是一条类抛物线。如果在Pork-chop图5中沿某一横坐标做垂线，有的发射时刻，对应着4个不同抵达时刻但能量相同的点，而有的发射时刻对应2个能量相同点，这是造成C3曲线有的是两条类抛物线，有的是一条的原因。需要注意的是C3曲线是加入各种约束后得到的，而Pork-chop图却是没有加入约束得到的，这就会造成对大部分同一出发时刻的同一出发能量(目标C3)，从Pork-chop图看和C3曲线图看交点个数不同的原因。如果所加约束更加严格，C3曲线将退化为只有一半的类抛物线，这时一个目标C3将和C3曲线只有唯一交点，此交点对应的轨道即为拼接后得到的完整借力飞行轨道。图7为火星探测以金星借力轨道设计的流程图。

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qq引力球怎么玩 qq引力球玩法攻略

引力球怎么玩
近期QQ厘米秀又进行了新的更新，推出了小游戏功能。今天小编就给大家简单介绍一下其中的一款小游戏【引力球】的玩法。
第一步，打开手机QQ并进入至QQ厘米秀互动场景页面。如下图所示。现在的互动页作了许多重大的改进，添加了许多功能。
第二步，在互动首页点击顶部【互动】边上的【游戏】或者点击厘米秀人物下方右侧的【玩游戏】标签进入至厘米秀游戏页面。
第三步，在游戏页面找到【引力球】小游戏点击进入，如下图所示，箭头所指向的三个位置均可进入至游戏页面。
第四步，在【引力球】游戏主界面点击下方的【开始游戏】进行游戏。在这个界面有许多信息可以看，如下图所示。
引力球高分攻略
第五步，进入游戏后，游戏即会自动开始。那么这个游戏怎么玩呢？刚开始的时候，在游戏界面会出现一个花形，在中间位置，里面有【X1】的字样，代表目前击打一个球的积分是1倍积分。我们只需要按住屏幕，然后小球会自动弹起，然后落下，击打中心位置周围的白色小球。
第六步，游戏开始后，你需要通过划动手机屏幕的距离来调整小球绕中心转动的速度，一定要注意，每次必须要击打白球或者其他道具，不要落在中心上。而是绕着中心转圈圈。
第七步，在游戏过程中，你的【引力球】每击打一次白球均会得一分，得分情况会自动显示在屏幕的上方位置。每击中一次白球，【引力球】均会被反弹击飞，然后再次落下，再击打、再反弹，如此转圈反复。
第八步，【引力球】每围绕中心转动一圈，得分即会翻一倍。原来击打一次白球得一分，X2的情况下，会得2分。而且击打下面的【黄色球】得力会更多，一般为5分球。
第九步，在击球过程中，有些球是不能碰的。除了中心位置外，像下图中的这种一半黑色，一半白色的球也是需要注意的，这种球白色的那边可以击打，但是黑色的那边就不行。所以，这种球，只能从白色的一边击中才能打碎并得分。
第十步，为了获得更多的分数，在击球的过程中，你还可以收集一些道具，帮助你得到更多的分数。比较下图中的【五角星】的形状，只要你的【引力球】多道具上划过，就可以获得这个道具。
第十一步，游戏结束后，会出现你的得分提示，并会就你的得分进行好友间排名，排名的情况也会显示在里面。如下图所示。

宇宙飞船在轨道上运行受没受到地球引力

　　宇宙飞船虽然在几百公里的近地轨道飞行，但并未脱离地球的引力范围，因此仍会受到地球的引力的束缚。而如果脱离地球的引力束缚早就该飞离地球而去了。

卫星在做变轨运动时，在不同轨道上的万有引力会变吗？

　　答案：卫星在做变轨运动时，在不同轨道上的万有引力会变.
　　根据万有引力定律
　　F=GMm/r^2
　　卫星在做变轨运动时，轨道半径增大万有引力变小；轨道半径减小万有引力变大.

为什么各大行星都受太阳引力运行，而不在同一个轨道上

由于原太阳来自银心，致使原太阳的密度严重严重---超差。超差使原太阳发生火山式的井喷。井喷喷出的高度达上万，甚至上亿公里。由于原太阳自转，致使形成浑浊的星云。浑浊的星云跨度达十余行星轨道宽度，这样每个轨道的星云都在万有引力作用下不断向一起凝聚，最后凝聚成八大行星。但是小行星，由于该行星轨道，在原太阳井喷时，不仅喷的数量不是足够多，而且也没有起领头羊作用的大型物体，所以始终是一盘散沙的小行星。以后行星，不断在惯性作用下，不断升轨。并且越远的行星，由于越先出生一步，致使后出生的一步赶不上，步步赶不上，所以行星越远的，之间拉开的距离越大。