בתשובה לab, 21/05/20 7:33
הישג חלקי 719564
ייתכן, כמובן.
אבל דוקא במקרה הזה, החלוקה המאד לא סימטרית בין שני הגופים רק מקילה על חישובי התנועה. היא גורמת לזה שבמערכת הכוללת את בראשית ואת כדור הארץ, דה פקטו בראשית 'רואה' כוח מרכזי שמכוון ממנה אל מרכז הכובד של כדור הארץ, וזהו הכח שמשפיע על המסלול שלה (והיחיד כל עוד איננה מפעילה מנועים).
מאחר ובניגוד לסלינגשוט שמבוצע בתנועה פרבולית (וויאג'ר מול צדק במסעה לקצה מערכת השמש), המסלול של בראשית סביב כדור הארץ הוא סגור, ועל כן אליפטי, מישור האליפסה הזו עובר תמיד דרך מרכז (הכובד של) כדור הארץ‏1. ומאחר שהכח המופעל על בראשית הוא בכיוון בראשית-מרכז כדוה"א, הוקטור הזה נמצא במישור האליפסה, ולכן לא יכול לשנות את המישור הזה‏2.
כמובן שהפעלת מנועי החללית יכולים לשנות מסלולים - אם בראשית תפעיל אותם במאונך למישור האליפטי, אזי מהרגע שתפסיק להפעיל אותם ייוצר וקטור מהירות חדש בנפילה חופשית ששוב יגדיר, יחד עם הוקטור למרכז כדור הארץ, את מישור האליפסה החדשה.
אבל מאחר והמנועים שלה די חלשים, קשה יהיה לה לבצע שינוי גדול.

כדי לסבר את האוזן, המהירות החדשה אחרי הפעלת המנועים תהיה חיבור וקטורי של המהירות (המסלולית) הקודמת, ורכיב המהירות מהמנועים, המאונך למהירות הקודמת. במסלול הקפה לוויני נמוך, המהירות של לווין היא כ-‏8 קילומטר לשנייה. אפילו במסלול אליפטי מאורך, שבו המהירות באפוגיאה נמוכה יותר, עדיין מדובר בקילומטרים לשנייה. המהירות שמנועי החללית מסוגלים לתת לה - מבלי לדעת זואת במדויק - הם סדרי גודל מתחת למהירות הזו, השקולה ל-‏25 מאך. תחשוב כמה דלק צריך כדי להאיץ מטוס, ולו קטן, למאתיים קמ"ש שהם כחמישית מאך.
לכן, המנועים יכולים לתת לה רכיב מהירות קטן מאד יחסית למהירות המסלולית, ולכן לגרום לשינוי קטן במישור האליפטי.
ואגב - אם כבר בדימוי הסלינגשוט עסקינן - דוקא בחלק המסלול שבו בראשית הכי קרובה לכדור הארץ, לכאורה באמצע תמרון ה'סלינגשוט', המהירות המסלולית שלה היק מקסימלית, מה שאומר שהיכולת שלה לשנות שם את מישור הסיבוב מינימלית. אם תשאל אותי, המקום הנכון לתמרון שינוי במישור המסלול הוא דוקא באפוגיאה, שם המהירות מינימלית.

1 הפרמטרים המדויקים של האליפסה נקבעים ברגע שטיל השיגור משחרר אותה לחלל והיא מתחילה בנפילה חופשית. באותו רגע, וקטור המהירות של החללית והוקטור ממנה למרכז כדור הארץ מגדירים שניהם את המישור הזה.
2 אם כבר יש כאן מקום להעיר על הקירוב הפיזיקלי שאנחנו מניחים, הוא בזה שאנחנו מניחים שכדור הארץ הוא כדור מושלם ואחיד בצפיפותו, מה שמאפשר לנו להתייחס לכוח הגרביטציה שהוא מפעיל כשקול לזה של מסה נקודתית הנמצאת במרכזו. סטיות מהמודל הזה, כמו למשל פחיסות בגלל הסיבוב העצמי וכדוריות לא אחידה‏3, גורמות לסטיות קלות מהמודל המקורב. חלק מהסטיות האלה נלקחות בחשבון בחישובי מסלולים של לווינים למיניהם.
3 פסגת האוורסט וים המלח לא נמצאות באותו מרחק ממרכז כדור הארץ.
הישג חלקי 719581
למיטב הבנתי לא צריך להניח שכדוה"א אחיד בצפיפותו או שהוא כדור מושלם. מרכז המסה שלו ומרכז המסה של בראשית נמצאים כל הזמן במישור האליפסה בלי קשר לצורה שלהם, וזה מה שחשוב לענייננו. גם העובדה שמדובר באליפסה (למה ab מתעקש לדבר על מישור המילקה נפלא מהבנתי) ולא בחתך חרוט אחר לא משנה כאן. כוחות גאות יכולים לשנות קצת את המסלול אבל לא את המישור בו הוא נמצא (טוב, אולי בגלל סיבוב כדוה"א סביב צירו שאינו מאונך בדיוק למישור האליפסה, כוחות הגאות שוברים טיפה את הסימטריה כלפי מישור המסלול בגלל קוראוליס או בגלל שפיזור היבשות מונע מכדוה"א להיות ביצתי לחלוטין, אבל אלה חייבות להיות השפעות זעירות ומן הסתם רובן גם מבטלות זו את זו.
הישג חלקי 719584
הבה נקצין. בוא נניח ש-‏49% ממסת כדור הארץ מצויה ליד לונדון, 49% ליד אוסטרליה, והשאר מפוזר באחידות כדי לשמור על הכל בחבילה אחת.
עבור לווין בגובה כמה אלפי קילומטר (ששקול למרחק בין הקטבים בערך), הקירוב של שני גופים מתחיל להיות בעייתי. בעצם יש כאן שלושה גופים, וכשסיבוב כדור הארץ מביא את לונדון קרוב ללווין, ואחר כך את אוסטרליה, יש לי הרגשה שזה בהחלט יעשה שינויים במודל הפשטני.

אבל מראש אמרתי שהסטיות האלה קטנות, והן נעשות זניחות יותר ויותר ככל שמסלול הלווין מתרחק מכדור הארץ.
הישג חלקי 719586
כן, אתה כנראה צודק.

חזרה לעמוד הראשי המאמר המלא

מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים