太阳帆如何让探测器逆风飞翔？
哪位物理学得好的来说一下，为何太阳帆能够让探测器逆太阳风方向运行呢？我们知道在大海中，可以通过改变船帆的方向使船逆行航行，那种航行走的是“之”字形路线，力的垂直分量可以通过船的外形特征来对抗（就是说，让大的垂直分量指向船舷方向，水的阻力可大大抵消风的推力；而小的前进分量指向船头方向，该方向的水阻力小得多）。但是在太空中，这个阻力不存在了啊！ 回复 3# gohomeman1
Maybe the gravitation between the sun and KAROS acts the same way as the resistance between sailing boat and water…… LZ，你以为是长途汽车啊？一边跑一边烧油。。
卫星进入轨道之后，不需要任何能量，它自己就飞到目的地了。
除非调整轨道才消耗能量。 我也想知道它逆风飞翔的原理！ 回复 4# laseri
完全没看清题目。 熊看到那个帖子的时候也觉得很奇怪。
不过没精力去仔细查考了，就在这里等现成的答案吧～
话说这个帖子可以放到知识版吧？如果哪位把这个原理讲清楚，倒还真是个不错的科普题目。 本帖最后由 nngs 于 2010-5-23 06:28 编辑
太阳风/光压的力的方向（基本）是垂直于帆面向外的，这个力可以通过调整帆的方向而或为阻力或为动力，从而来调整轨道。这就是我对这个飞行器的独特动力学的一些看法。但千万不要认为这个帆提供了全部的飞行动力。这个飞行器是靠其初始速度（和地球公转轨道速度叠加后），太阳引力，帆的调整力共同作用后，飞向金星的。毫无疑问，该飞行器从地球到金星，太阳引力势能就释放了不少（变成其动能），它是需要刹车机制的，调整那个帆用来刹车的一个好途径。具体的轨道计算嘛，如果我要是能给大家讲透算清楚，那我就去日本宇航局工作去了。
对于那个未来去木星的帆船，帆能提供可观的动能（因为是向外飞，虽然小，但作用持续long term），估计能省不少的发射燃料。
大家都喜欢把这个和地球上的帆船比，其实这两个有个关键不同。地球上水里航行的帆船要更复杂些，因为它要考虑3个因素：风速，水速，帆向。而太阳帆没有"水速"这个环节（但有个太阳引力） 本帖最后由 jiangq007 于 2010-5-23 07:08 编辑
回复 1# gohomeman1
这是个轨道运动的物体.不可以用顺逆来判断.
在空间站外向前扔物体,你说它会怎样运动?
风帆的作用主要逐渐改变轨道,使轨道和金星轨道相交.
估计风帆是可以转动的.轨道和太阳有交角时,可以借力,也可以关闭.等于可以加速,也可以减速. 楼上两位提醒我了，有道理，风帆的作用并非是主要动力，而是一种调节轨道的方法。
一个简单的情形：从近日点到远日点的过程中，它可以提供动力；从远日点到近日点的过程中，它可以提供阻力。另外，如果改变帆与日光的夹角，可以控制力的方向，达到精确控制轨道的目的。
多谢各位指点。 还是没有彻底搞清，但看了几位的说明，基本思路是：
1、探测器脱离地球引力后，本来就是向内太阳系飞行的
2、本条很关键：与船的逆风前进不一样，它的主要动力不是太阳风压而是太阳引力，太阳帆是起调节、减速作用的而不是起加速作用的。
探测器本身的轨道姿态控制，也许像哈勃一样，可以通过内部的定向轮的反向旋转来确定。现在还有最后一个问题，也是开始的问题，不过我不求能解决了——怎么克服另一个力的分量？船之所以要“之”字形航行，是通过船体特殊的外形，以水阻力来克服逆风时那个大的较大分量的，但宇宙中这条行不通啊。这个也许真要去问日本宇航局了。
我的看法是这样的：探测器绕太阳以椭圆形轨道运行，只要运动方向与光的方向呈适当的角，力的作用就可以使探测器的动能增加。从理论上讲，只要多绕几圈，光帆是会产生足够动能的。 回复 11# gohomeman1
我的理解是，这个跟帆船完全是不同的。
只要力的方向与运动的方向同向（或者夹角小于90度），飞船的机械能就会增加。这等价于轨道向外扩张。
反之，就是把轨道向内收缩。
我上个回帖想的也不充分，其实，在整个轨道上，都可以令飞船是持续增加（或减少）机械能的。 楼上是一个夜猫子 本帖最后由 gohomeman1 于 2010-5-23 13:48 编辑
我想吧，那个讨论现在细想起来，可能我一开始隐含的初始条件就不完善。
我们不知道探测器发射后，本来的初速度是多少，是否小于地球的公转速度。我们现在先假设其是这样的。
然后我是这么做探测器的受力分析的：
首先它受到太阳引力（地球引力已经不用考虑），然后太阳帆以一个角度面对太阳。太阳光压的一个分量与太阳引力相反，是减少了引力；另一个分量则是与探测器前进方向相反，这样导致探测器减速。现在要计算的就是角度是多少为好。确实前面想的不对，这与船的运动是不一样的。
改变太阳帆方向后，可以使其的两个分量一个与探测器前进方向相同，另一个则与太阳引力相反，如此就是完全的加速效果了。
图大家手工画一下，是不是与我说的一样。这样的分析应该与熊上一楼说的一样了。原来我现在物理忘得真是差不多了。
再次谢谢楼上各位的解释。楼上也是夜猫子啊，你们是不是所在的经度差别较大？
我以前觉得那个探测器的飞行轨道应该是一个近日点与金星轨道相切，远日点与地球轨道相切的椭圆轨道，有点和16楼的“霍曼轨道转移”相似。不过现在看来不是这样。 回复 17# shangding
参照系错误!一图用了2参照物.
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