Um objeto atirado da terra cairia ao sol?

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Um objeto atirado da terra cairia ao sol?

Se um objeto é disparado a 107.000 km / h via foguete ou não, na direção oposta à nossa órbita sobre o sol, ele estará viajando a 0 km / h em relação ao sol. A lua não está perto o suficiente do objeto para ter uma força significativa para os propósitos desta questão.

Esse objeto começará a acelerar em direção ao sol ou de alguma forma cairá em outra órbita estável?

Poderia ficar preso no ponto L4 Terra-Sol Lagrange?

the-sun orbital-mechanics

— Taumata Akuhata
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Se você estiver interessado em calcular os detalhes dessa trajetória, consulte en.wikipedia.org/wiki/Radial_trajectory

— PM 2Ring

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Há um pouco de ambiguidade significativa na sua pergunta, e é a que distância da Terra se atinge a velocidade 0 em relação ao Sol. Se ainda estiver em qualquer lugar perto da Terra (por exemplo, dentro do ponto L4), é provável que a Terra tenha efeito suficiente para colocá-la em uma órbita muito excêntrica ao redor do Sol, em vez de atingir o Sol. O mesmo com outros planetas.

— Greg Miller

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@GregMiller Eu não concordo: quando o foguete está a 0 km / h em relação ao sol, a Terra ainda está se afastando "muito rápido", de modo que o campo gravitacional terá desaparecido rapidamente. Mas suponho que devemos quantificar nossas alegações :-)

— Carl Witthoft em

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Veja também esta questão .

— Draco18s 24/09

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Suponha que uma nave espacial seja instantaneamente acelerada na superfície da Terra (desconsiderando a atmosfera por simplicidade). Vamos considerar isso a partir do quadro de referência do Sol; em outras palavras, o Sol está parado e a Terra está se movendo ao seu redor.

A sonda é acelerada a uma velocidade exatamente igual e oposta à velocidade orbital da Terra ao redor do Sol, tornando-a completamente estacionária no instante após a aceleração.

O que acontece depois? Bem, podemos considerar as forças que atuam na nave espacial:

A gravidade da Terra causa uma força na direção da Terra.
A gravidade do Sol causa uma força na direção do Sol.

A sonda estacionária irá, portanto, acelerar em direção à Terra e ao Sol. Como a Terra está se afastando rapidamente em seu caminho orbital, a força gravitacional não é suficiente para levar a sonda de volta à órbita da Terra; no entanto, empurrará a espaçonave para uma órbita elíptica.

Para demonstrar a situação, criei uma pequena simulação que pode ser visualizada em um navegador de desktop. Clique aqui para experimentar a simulação. (Você pode clicar em "Visualizar este programa" para verificar o código e atualizar a página para reiniciar a simulação.)

A simulação é fisicamente precisa (ignorando os efeitos de outros planetas), mas as esferas foram ampliadas para facilitar a interpretação. A Terra é representada como verde, enquanto o Sol é laranja e a espaçonave é branca. Observe que, enquanto as esferas que representam a espaçonave e o Sol se cruzam, a distância entre os dois objetos físicos é sempre maior que 3,35 raios solares.

Esta captura de tela mostra como a sonda foi puxada para uma órbita elíptica pela Terra:

Finalmente, poderíamos considerar um cenário mais realista, onde a sonda é acelerada até atingir velocidade zero (novamente, no referencial do Sol) a uma certa distância da Terra. No instante em que atinge velocidade zero, o motor é parado.

Nesse caso, o resultado é essencialmente o mesmo: ainda existem forças exercidas pela Terra e pelo Sol, resultando em uma órbita elíptica. Quanto mais o foguete estiver da Terra quando atingir a velocidade zero, mais elíptica será a órbita. Se a Terra está tão distante que sua gravidade é insignificante, a espaçonave cairá diretamente em direção ao Sol.

— TheGreatCabbage
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Suponho que isso se deva ao aumento das esferas, mas na sua simulação parece que o objeto colide com o Sol. Eu imagino que ele realmente passe muito perto do Sol, mas você pode prever a que distância?

— Evargalo 23/09

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@Evargalo Obrigado, atualizei a simulação para que ela imprima a abordagem mais próxima do sol. A simulação também será interrompida se a sonda atingir o Sol. Na primeira órbita, a sonda viaja dentro de 3,4 raios solares do centro do Sol, mas o periélio parece se afastar ainda mais nas órbitas subsequentes.

— TheGreatCabbage

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@TheGreatCabbage, sua simulação usa a integração simples de Euler, que acumula erros rapidamente (principalmente quando o corpo está se movendo rapidamente, como durante o perélio). Confio na sua simulação quando diz que o objeto não colidirá com o Sol na primeira passagem, mas após essa primeira passagem, as previsões da simulação são, na melhor das hipóteses, questionáveis.

— Mark

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TLDR: bater no sol é difícil.

— Draco18s 23/09

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@ Draco18s: é por isso que, se você quer pousar no sol, deve ir lá de noite.

— Evargalo 24/09

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O lançamento que você descreveu é semelhante ao do Solar Probe Parker lançou agosto 2018 a 12km / s em uma direção oposta a velocidade orbital da Terra, por isso caiu em direção (ao invés de em ) do Sol, em uma órbita elíptica. Espera-se que sua velocidade na aproximação mais próxima seja superior a 200 km / s

— Professor O
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Para que a Parker Solar Probe a aproxime do sol, ela também precisará de alguns sobrevôos de Vênus que alterem ainda mais sua velocidade. Os 12 km / s do lançamento, por si só, não são suficientes para se aproximar o suficiente do sol para atingir 200 km / s.

— NeutronStar 25/09

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Se um objeto for acelerado para longe da Terra com rapidez suficiente para que não tenha velocidade orbital ao redor do Sol, ele cairá radialmente no Sol. É a velocidade orbital que mantém o objeto (ou a própria Terra) caindo ao redor do Sol e não dentro dele. Com velocidade orbital zero, ele simplesmente cai para baixo e não pode fazer mais nada (ficar preso no ponto L4 exige que ele tenha um movimento orbital quase igual ao da Terra).

— Mark Olson
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Acredito que essa resposta pressupõe que a velocidade orbital da espaçonave ao redor do Sol seja mantida em zero usando propulsores, ou que a Terra esteja distante o suficiente para que seus efeitos gravitacionais sejam desprezíveis. Forneci uma interpretação alternativa na minha resposta.

— TheGreatCabbage

Eu ia aprovar isso, mas reli e a pergunta era: se um foguete fosse disparado com uma velocidade específica ... A resposta provavelmente é não - existem outras variáveis que impediriam que essa fosse a velocidade correta. Se a pergunta fosse "Se alguém dispara um foguete para trás na velocidade certa, perto de 107.000 ... para remover toda a velocidade orbital, cairia ao sol", essa seria uma ótima resposta.

— Bill K

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O objeto será atraído pela força gravitacional do Sol se a Lua e outros planetas no Sistema Solar estiverem longe o suficiente para não alterar significativamente a velocidade ou a direção do objeto.

— P Sh
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