Решение

Перейдем в систему отсчета планеты:

$$v_\text{отн} = u_0 + v$$

$$\boxed{u = \sqrt{v^2+(u_0 + v)^2}}$$

$$\tan\Delta\phi = \frac{v}{u_0 + v} \Rightarrow \Delta\phi = \arctan(\frac{v}{u_0 + v})$$

$$\boxed{\phi = \frac{\pi}{2} + \arctan(\frac{v}{u_0 + v})}$$