Just how fast is the Parker Solar Probe going compared to the speed of light? Jeśli podzielimy prędkość sondy przez prędkość światła otrzymamy 0,00023. Właściwie możemy to zapisać jako 0.00023c (gdzie c jest prędkością światła). Jest to prędkość, ale nie jest to prędkość światła.
Prawdopodobnie zobaczysz coś na temat prędkości sondy Parker Solar Probe oznaczonej jako prędkość heliocentryczna. O co w tym chodzi?
Na Ziemi rzadko jest to problemem. Jeśli jedziesz samochodem z prędkością 55 mph, wszyscy rozumieją, że mierzymy tę prędkość w odniesieniu do nieruchomej ziemi. W rzeczywistości prędkości mają sens tylko wtedy, gdy są mierzone względem jakiejś ramy odniesienia. Na Ziemi, oczywistą ramą odniesienia jest ziemia.
A co jeśli nie chciałbyś używać powierzchni Ziemi jako ramy odniesienia? Wyobraź sobie, że policjant zatrzymuje cię w twoim samochodzie i mówi „oh hello, I clocked you at 67,055 mph”. To rzeczywiście może być prawda, ponieważ Ziemia nie jest nieruchoma. Aby okrążyć Słońce, musi podróżować z prędkością 67,000 mph, aby okrążyć je w ciągu jednego roku. Yes, that’s fast (with respect to the Sun).
If you wanted to measure the speed of the Parker Solar Probe with respect to the Earth, you would have a tough time because you would not just have one value. W miarę jak sonda zbliża się do Słońca, sonda i Ziemia mogą poruszać się w różnych kierunkach. So even though the speed relative to the Sun could stay constant, its speed relative to the Earth would change since the Earth is turning in its orbit around the Sun.
If you really want to get crazy, you could use some other reference frame-like the galactic center. Ale nie dajmy się zwariować.
Sonda będzie lecieć nawet szybciej niż już podróżuje. NASA przewiduje nieco większą prędkość, gdy zbliży się do Słońca w 2024 roku. Ale dlaczego staje się szybsza, gdy jest bliżej Słońca?
Są tu dwa kluczowe pomysły. Pierwsza z nich to siła grawitacyjna. Jest to siła przyciągająca pomiędzy Słońcem a sondą. Wielkość tej siły wzrasta wraz ze zmniejszaniem się odległości między nimi. Nie martw się – nie zauważysz wzrostu siły grawitacyjnej, gdy będziesz się zbliżał do ziemi. Nawet gdybyś przesunął się w pionie o 1000 metrów, jest to nieistotne w porównaniu z rozmiarami Ziemi o promieniu 6,37 miliona metrów.
Drugą częścią problemu jest ruch po okręgu. Wyobraźmy sobie sondę kosmiczną podróżującą po orbicie kołowej (co w rzeczywistości nie jest prawdą). Aby obiekt mógł poruszać się po okręgu, musi istnieć siła ciągnąca go w kierunku środka okręgu. Wielkość tej siły bocznej jest proporcjonalna do kwadratu prędkości obiektu, ale odwrotnie proporcjonalna do promienia okręgu. Składając razem siłę grawitacji i wymaganą siłę okrężną, otrzymuję następujące wyrażenie na prędkość orbitalną.
.