Частота марсианского трансферного окна

Краткосрочные марсианские миссии возвращаются нестандартным путем. Я полагаю, что многие из них на самом деле используют облет Венеры, чтобы вернуться на Землю, что вы можете увидеть в этой статье в Википедии . В любом случае можно вернуться быстрее, чем ждать оптимального трансферного окна, но с гораздо более высокой ценой, даже если в процессе не будет пролета Венеры. Миссия обычно называется миссией «Оппозиция».

Из Case for Mars , в котором кратко обсуждается план, вот некоторые даты. Обе миссии прибывают примерно через 6 месяцев. Миссия Conjunction находится на Марсе 550 дней, миссия Opposition — 30 дней. Миссия Conjunction возвращается на Землю примерно за то же время, 6 месяцев, в то время как Opposition занимает около 14 месяцев. Также для возврата требуется примерно на 2 км/с больше delta v.

План «Соединение» был представлен во многих средствах массовой информации как предпочтительный план полета на Марс из-за более короткой продолжительности миссии. Я считаю, что статья, которую вы включили, просто неверна. В «Дело для Марса» говорится, что 550-дневная марсианская миссия является стандартной. Кажется, вы показываете, что окно составляет около 450 дней.

Путешествие, вероятно, не произойдет в точном оптимуме по нескольким причинам. Можно совершить более быструю миссию на Марс, несколько сократив время миссии лишь за небольшую дополнительную стоимость топлива. Существует ряд «траекторий бесплатного возвращения», по которым можно вернуться на Землю практически бесплатно. Оптимальный из них будет делать переходную орбиту с 2-летним орбитальным периодом, что заставит его вернуться на Землю через 2 года, если что-то выйдет из строя. Время добраться до Марса по такой орбите составляет 180 дней. Я считаю, что они доберутся до Марса примерно на месяц раньше, чем полная переходная орбита Хомана. Конечно, время на Марсе варьируется в зависимости от конкретной орбитальной миссии.

Другая основная причина того, что вы не уходите по оптимальной траектории, заключается в том, что вы добираетесь туда раньше, чем по оптимальной траектории. Таким образом, можно посадить беспилотный космический корабль на площадку посадки, если что-то потребует его посадки там, или можно посадить на месте следующей посадки, если это окажется не нужным.

Суть в том, что преобладание миссии класса «Противостояние» в планировании Марса, вероятно, привело к ошибке в статье, на которую вы ссылаетесь. Миссия противодействия может быть выполнена, и она будет почти на год короче, но большую часть этого времени она проведет в пути через Солнечную систему, а меньшую часть времени будет заниматься реальной наукой.

Вы оба действительно правы. Номинальный перевод Хомана занимает 257 дней (0,7 года). Это минимально возможная энергия. Тем не менее, Зубрин в цитируемой книге рекомендует 180-дневный перевод, который использует немного больше топлива, но предлагает бесплатный возврат на случай, если что-то пойдет не так. Однако бесплатный возврат означает отмену и отсутствие посадки на Марс. Если вы совершите более короткую поездку с немного более высокой стоимостью энергии, срок пребывания составит 550 дней до номинального возврата. Разница в том, что вы сократили время путешествия на 0,4 года и вместо этого провели его на Марсе. Следовательно, 550 дней (1,5 года) вместо примерно 1,1 года на Марсе, примерно то, что вы цитировали.

(Бесплатное возвращение означает, что вы просто проходите мимо Марса, и ваш путь совпадает с тем, где Земля будет через пару лет. Это в основном то, что Аполлон-13 сделал, чтобы вернуться со своей лунной траектории).