Un oggetto sparato dalla terra cadrà nel sole?

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Un oggetto sparato dalla terra cadrà nel sole?

Se un oggetto viene sparato a 107.000 km / h tramite razzo o in altro modo, nella direzione opposta alla nostra orbita attorno al sole, viaggerà a 0 km / h rispetto al sole. La luna non è abbastanza vicina all'oggetto da avere una forza significativa ai fini di questa domanda.

Questo oggetto inizierà ad accelerare verso il sole o cadrà in qualche modo in un'altra orbita stabile?

Potrebbe invece rimanere intrappolato nel punto L4 Terra-Sole Lagrange?

the-sun orbital-mechanics

— Taumata Akuhata
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Se sei interessato a calcolare i dettagli di quella traiettoria, vedi en.wikipedia.org/wiki/Radial_trajectory

— PM 2Ring

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C'è ancora un po 'di significativa ambiguità nella tua domanda, ed è quanto è lontana dalla Terra quando raggiunge la velocità 0 rispetto al Sole. Se è ancora vicino alla Terra (ad es. Entro il punto L4), è probabile che la Terra avrà abbastanza effetto su di essa da metterlo in un'orbita molto eccentrica attorno al Sole piuttosto che colpire il Sole. Lo stesso con altri pianeti.

— Greg Miller,

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@GregMiller Non sono d'accordo: quando il razzo si trova a 0 km / h rispetto al sole, la Terra si sta ancora muovendo "molto velocemente", quindi il campo gravitazionale si è estinto abbastanza rapidamente. Ma suppongo che dovremmo quantificare le nostre affermazioni :-)

— Carl Witthoft il

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Vedi anche questa domanda .

— Draco18s

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Supponiamo che un veicolo spaziale venga accelerato istantaneamente sulla superficie terrestre (ignorando l'atmosfera per semplicità). Lo considereremo dal quadro di riferimento del Sole; in altre parole, il Sole è stazionario e la Terra si muove attorno ad esso.

Il veicolo spaziale viene accelerato a una velocità esattamente uguale e opposta alla velocità orbitale della Terra attorno al Sole, rendendola completamente stazionaria nell'istante successivo all'accelerazione.

Cosa succede dopo? Bene, possiamo considerare le forze che agiscono sul veicolo spaziale:

La gravità terrestre provoca una forza nella direzione della Terra.
La gravità del Sole provoca una forza nella direzione del Sole.

L'astronave stazionaria accelera quindi verso la Terra e verso il Sole. Poiché la Terra si sta allontanando rapidamente lungo il suo percorso orbitale, la forza gravitazionale non è sufficiente per riportare l'astronave in un'orbita terrestre; tuttavia, spingerà il veicolo spaziale in un'orbita ellittica.

Per dimostrare la situazione, ho creato una piccola simulazione che può essere visualizzata in un browser desktop. Fai clic qui per provare la simulazione. (È possibile fare clic su "Visualizza questo programma" per controllare il codice e aggiornare la pagina per riavviare la simulazione.)

La simulazione è fisicamente accurata (ignorando gli effetti di altri pianeti), ma le sfere sono state ingrandite per una facile interpretazione. La Terra è rappresentata come verde, mentre il Sole è arancione e l'astronave è bianca. Si noti che, mentre le sfere che rappresentano il veicolo spaziale e il Sole si intersecano, la distanza tra i due oggetti fisici è sempre maggiore di 3,35 raggi solari.

Questa schermata mostra come l'astronave è stata trascinata in un'orbita ellittica dalla Terra:

Infine, potremmo considerare uno scenario più realistico in cui il veicolo spaziale viene accelerato fino a raggiungere la velocità zero (di nuovo, nel quadro di riferimento del Sole) a una certa distanza dalla Terra. Nel momento in cui raggiunge la velocità zero, il motore viene arrestato.

In questo caso, il risultato è essenzialmente lo stesso: ci sono ancora forze esercitate dalla Terra e dal Sole, quindi ne risulterà un'orbita ellittica. Quanto più il razzo viene dalla Terra quando raggiunge la velocità zero, tanto più ellittica è l'orbita. Se la Terra è così lontana che la sua gravità è trascurabile, l'astronave cadrà direttamente verso il Sole.

— TheGreatCabbage
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Suppongo che ciò sia dovuto all'ampliamento delle sfere, ma sulla tua simulazione sembra che l'oggetto si schianti contro il Sole. Immagino che in realtà passi molto vicino al Sole, ma puoi prevedere fino a che punto?

— Evargalo,

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@Evargalo Grazie, ho aggiornato la simulazione in modo che stampi l'approccio più vicino al Sole. La simulazione si fermerà anche se l'astronave colpisce il Sole. Nella prima orbita l'astronave viaggia entro 3,4 raggi solari dal centro del Sole, ma il perielio sembra allontanarsi nelle orbite successive.

— TheGreatCabbage il

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@TheGreatCabbage, la tua simulazione utilizza la semplice integrazione di Eulero, che accumula errori piuttosto rapidamente (in particolare quando il corpo si muove rapidamente, come durante il perelio). Mi fiderei della tua simulazione quando dice che l'oggetto non si scontrerà con il Sole al primo passaggio, ma dopo quel primo passaggio, le previsioni della simulazione sono discutibili nella migliore delle ipotesi.

— Segna il

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TLDR: colpire il sole è difficile.

— Draco18s

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@ Draco18s: ecco perché, se vuoi atterrare sul Sole, dovresti andarci di notte.

— Evargalo,

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Il lancio che hai descritto è simile a quello della sonda solare Parker lanciata ad agosto 2018 a 12 km / s in una direzione opposta alla velocità orbitale terrestre, quindi è caduta verso (piuttosto che verso ) il Sole, in un'orbita ellittica. La velocità con l'avvicinarsi più vicino dovrebbe essere superiore a 200 km / s

— Professor O
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Affinché la sonda solare Parker possa avvicinarsi al sole come andrà alla fine, deve anche disporre di alcuni sorvoli di Venere che cambiano ulteriormente la sua velocità. I 12 km / s dal lancio da solo non sono sufficienti per avvicinarsi abbastanza al sole per raggiungere i 200 km / s.

— NeutronStar

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Se un oggetto viene accelerato lontano dalla Terra abbastanza velocemente da finire senza avere una velocità orbitale attorno al Sole, allora cadrà radialmente nel Sole. È la velocità orbitale che mantiene l'oggetto (o la Terra stessa) cadere intorno al Sole e non in esso. Con velocità orbitale zero, cade semplicemente verso il basso e non può fare nient'altro (rimanere intrappolato nel punto L4 richiede che abbia un movimento orbitale quasi uguale a quello terrestre).

— Mark Olson
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Credo che questa risposta presuma che la velocità orbitale dell'astronave attorno al Sole sia mantenuta a zero usando i propulsori, o che la Terra sia abbastanza distante da rendere trascurabili i suoi effetti gravitazionali. Ho fornito un'interpretazione alternativa nella mia risposta.

— TheGreatCabbage il

Stavo per votare questo, ma l'ho riletto e la domanda era: se un razzo fosse stato lanciato con una velocità specifica ... La risposta è probabilmente no - ci sono altre variabili che impediscono che questa sia la velocità corretta. Se la domanda fosse stata "Se qualcuno lanciasse un razzo all'indietro alla giusta velocità vicino a 107.000 ... per rimuovere tutta la velocità orbitale cadrebbe nel sole", questa sarebbe un'ottima risposta.

— Bill K,

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L'oggetto sarà attratto dall'attrazione gravitazionale del Sole se la Luna e altri pianeti nel Sistema Solare sono abbastanza lontani da non alterare in modo significativo la velocità o la direzione dell'oggetto.

— P Sh
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