1989年、アトランティスロケットが地球から打ち上げられた。木星に向かうガリレオ探査船を輸送していた。しかし、ガリレオ探査機は木星に直接向かうのではなく、地球の近くを2回通過し、金星の近くを1回通過する軌道を描きました。しかし、なぜ船は木星に直接行かなかったのでしょうか?
この軌道の理由を理解するために、探査機が金星に接近する様子を示す上の図を分析してみましょう。ガリレオ探査機が金星から遠く離れているとき、金星に対する惑星の引力は小さいと言われます。そして探査機が惑星から遠ざかると、力も減少します。この相互作用 (探査機と惑星) は、エネルギーが保存されるため、衝突はしませんが、弾性衝突であると言われます。計算を容易にするために、プローブによって描かれた軌道が次の図に示されている軌道であると想像してみましょう。
金星近くの探査機ガリレオの軌道の図
この図によると、太陽に対する金星の速度は約 Vv = 35 km/s であることがわかります。金星から遠いときの探査機の速度が V1 = 15 km/s であると仮定します。図では、符号が採用された軸と一致していることがわかります。
探査機が金星から遠ざかり、金星から遠ざかるときの速度は V2 になります。金星の質量は探査機の速度よりもはるかに大きいため、金星の速度は探査機の速度よりもはるかに大きいと想定できます。したがって、「衝突」中に惑星の速度は変化しないと仮定できます。衝突は弾性であるため、反発係数は 1 に等しくなります。
燃料を必要とせずに、探査機の速度が 15 km/s から 85 km/s に増加したことがわかります。この効果はスリングショット効果と呼ばれます。ガリレオ探査機は軌道上でいくつかの惑星を周回しながら、いくつかの「パチンコ」に見舞われ、ロケット推進だけでは到達できない速度に到達することができました。