パーカー・ソーラー・プローブは光速と比較してどれくらいの速さなのでしょうか? 探査機の速度を光速で割ると、0.00023となります。 実際には、0.00023c(cは光速)と書くことができます。
おそらく、パーカー・ソーラー・プローブの速度について、地心速度というラベルを目にしたことがあるでしょう。 それはどういうことですか?
地球上では、ほとんど問題になることはありません。 時速55マイルで車を走らせていれば、誰もが、この速度は静止した地面を基準にして計測しているのだと理解します。 実際、速度は、ある基準フレームを基準にして測ったときに初めて意味をなすのです。 地球上では、明らかな参照枠は地面です。
参照枠として地球の表面を使いたくないとしたらどうでしょうか。 警察官があなたの車を止めて、「こんにちは、あなたは時速67,055kmで走っていますね」と言ったとします。 地球は止まっていないのだから、確かにそうかもしれない。 地球が1年で太陽の周りを一周するためには、時速67,000kmで移動しなければならないのです。
パーカー・ソーラー・プローブの地球に対する速度を測定しようとすると、1つの値だけではわからないので大変です。 探査機が太陽に近づくにつれ、探査機と地球は異なる方向に動く可能性があります。 ですから、太陽に対する速度は一定でも、地球に対する速度は変わってしまうのです。
探査機は今よりもっと速く走ります。 NASAは、2024年に太陽に近づくにつれ、わずかに速度が速くなると予測しています。 しかし、なぜ太陽に近づくと速くなるのでしょうか?
ここには2つの重要な考え方があります。 1つ目は、重力です。 これは太陽と探査機の間の引力のことです。 この力の大きさは、両者の距離が縮まるにつれて大きくなります。 でも、地上に近づけば近づくほど重力が大きくなるわけではありません。 たとえ垂直方向に1000m移動しても、半径637万mの地球の大きさに比べれば、取るに足らないことなのです。
もうひとつの問題は、円運動です。 宇宙探査機が円軌道を回っていると想像してください(実際にはそうではありません)。 物体が円の中を動くためには、円の中心に向かって引っ張る力が必要です。 この横向きの力の大きさは、物体の速度の2乗に比例し、円の半径には反比例します。 重力と必要な円方向の力を合わせると、軌道速度は次の式になります。