PL 
EnglishDomyślny
УкраїнськаŻagiel słoneczny
Symuluj statek z żaglem słonecznym napędzany ciśnieniem promieniowania. Całkowanie orbitalne RK4 w jednostkach AU/rok z regulowaną powierzchnią żagla, masą i kątem nachylenia. Spiralne oddalanie się od orbity Ziemi.
O tej symulacji
Ten symulator całkuje trajektorię statku z żaglem słonecznym za pomocą solvera Rungego-Kutty czwartego rzędu (RK4) w jednostkach AU/rok, zaczynając od kołowej, ziemiopodobnej orbity na 1 AU z prędkością orbitalną 2π AU/rok. Każdy krok łączy grawitację Słońca z siłą ciśnienia promieniowania fotonowego proporcjonalną do cos²(nachylenia)/r², gdzie wektor normalny żagla jest przechylony o kąt nachylenia α względem kierunku radialnego. Regulacja powierzchni żagla, masy statku i kąta nachylenia zmienia, jak szybko statek oddala się spiralnie za Marsa, w stronę orbity Jowisza.
🔬 Co pokazuje
Odblaskowy żagiel, startujący na orbicie Ziemi, oddala się spiralnie pod wpływem ciągłego ciśnienia fotonowego, a jego ślad jest kolorowany w zależności od odległości — od niebieskiego blisko 1 AU do czerwonego powyżej 5 AU. Odznaka ucieczki zapala się, gdy statek przekroczy 3 AU.
🎮 Jak korzystać
Przeciągnij suwaki Powierzchnia A i Masa m, aby zmienić stosunek powierzchni do masy żagla, co ustala charakterystyczne przyspieszenie a_c na 1 AU. Suwak Nachylenie α przechyla wektor normalny żagla między kierunkiem radialnym a stycznym; Prędkość mnoży liczbę kroków RK4 na klatkę, a Reset przywraca orbitę kołową.
💡 Czy wiesz, że…
Światło słoneczne naprawdę popycha przedmioty — na 1 AU ciśnienie promieniowania słonecznego wynosi około 4,56 mikroniutona na metr kwadratowy, co jest niewielkie na jednostkę powierzchni, ale wystarcza, by powoli wyprowadzić duży, lekki żagiel spiralnie poza Układ Słoneczny bez żadnego paliwa.
Najczęściej zadawane pytania
Dlaczego kąt nachylenia ma tak duże znaczenie?
Wielkość ciągu żagla skaluje się z cos²(nachylenia), więc płaski żagiel zwrócony do Słońca (α = 0°) uzyskuje maksymalny nacisk radialny, ale bez składowej stycznej podnoszącej energię orbitalną. Przy α ≈ 35° równowaga między wielkością ciągu a jego rzutem stycznym jest bliska optymalnej dla efektywnego oddalania się spiralnie, dlatego jest to wartość domyślna.
Co się dzieje przy ujemnym kącie nachylenia?
Ujemny kąt α przechyla wektor normalny żagla w drugą stronę, nadając stycznej składowej ciągu kierunek retrograde. To odbiera energię orbitalną zamiast ją dodawać, więc statek spiralnie zbliża się do Słońca zamiast się od niego oddalać.
Dlaczego stosuje się RK4 zamiast prostszego całkowania?
Metoda Rungego-Kutty czwartego rzędu oblicza łączne przyspieszenie od grawitacji i żagla w czterech punktach na krok i łączy je za pomocą ważonego uśredniania, dając znacznie lepszą dokładność długoterminową niż podstawowy krok Eulera. Ma to tu znaczenie, ponieważ symulacja wykonuje tysiące kroków przy stałym kroku czasowym 0,002 roku, podczas gdy promień statku i ciąg żagla stale się zmieniają.
Jak powierzchnia i masa żagla wpływają na trajektorię?
Charakterystyczne przyspieszenie a_c jest proporcjonalne do powierzchni podzielonej przez masę, więc lekki, duży żagiel oddala się znacznie szybciej niż ciężki i mały. Zwiększenie Powierzchni A lub zmniejszenie Masy m podnosi odczyt przyspieszenia żagla w panelu telemetrii i skraca czas potrzebny do osiągnięcia progu ucieczki na 3 AU.
Dlaczego statek czasami się resetuje?
Jeśli wybrany kąt nachylenia kieruje statek do wewnątrz, a jego odległość od Słońca spada poniżej 0,05 AU, symulacja traktuje to jako spadnięcie na Słońce i automatycznie wywołuje resetSim(), aby przywrócić orbitę kołową na 1 AU. To zabezpieczenie zapobiega załamaniu się całkowania RK4 w pobliżu osobliwego wyrazu grawitacji 1/r².