I satelliti artificiali per aumentare la loro velocita’ sfruttano quella che viene chiamata “fionda gravitazionale”. In cosa consiste ? e da dove viene presa l’energia per aumentare la velocita’ del satellite ?

La “fionda
gravitazionale” o con voce più divertente il “biliardo interplanetario”
è un modo furbo di pianificare l’orbita di un veicolo spaziale in modo
da rendere minimo il consumo di carburante (e dunque il costo della missione).
Per attuare questa “fiondata” occorre lanciare la sonda verso la parte
del pianeta che sta indietro rispetto al suo moto orbitale. L’incremento
di velocità dipende dalla geometria dell’incontro, dalla massa del pianeta
e naturalmente dalla velocità iniziale della sonda.

Il veicolo
aumenta la propria velocità a spese di quella del pianeta, ma questo scambio
avviene in ragione inversa delle masse, per cui, dato che la massa del
veicolo è enormemente inferiore a quella del pianeta, quest’ultimo rallenta
in modo impercettibile. Per
capire meglio il fenomeno, analizziamolo in due sistemi di riferimento
distinti.

Nel sistema di riferimento del pianeta, la sonda si avvicina con una velocità v, percorre una traiettoria curva intorno ad esso per effetto della gravità, e si allontana con la stessa velocità v ma la direzione è variata di un angolo a. Dunque in questo sistema di riferimento la sonda non acquista maggiore velocità.

Nel sistema di riferimento del Sole, invece, il pianeta è in moto e dunque alla velocità di avvicinamento della sonda va sommata vettorialmente la velocità del pianeta (in blu), sia prima che dopo l’incontro. Notiamo che in avvicinamento le due velocità sono discordi, in allontanamento invece la velocità del pianeta si somma a quella della sonda e dunque l’effetto netto è una accelerazione, a volte imponente, del veicolo spaziale.