Чем орбита исследовательской миссии 1 отличается от орбиты свободного возвращения эпохи Аполлона? Как далеко он уходит от Земли (и Луны)?

У меня возникли проблемы с пониманием текущей орбиты, запланированной для исследовательской миссии 1 системы космического запуска НАСА . Можно ли объяснить, как работает планируемая орбита и каково будет максимальное расстояние от Земли и Луны?

Рисунок ниже взят из новостного сообщения НАСА «Все плюсы и минусы первого запуска НАСА SLS и Orion» . В статье говорится:

Путешествие на Луну займет несколько дней, в течение которых инженеры оценят системы космического корабля и, при необходимости, скорректируют его траекторию. Орион пролетит примерно в 62 милях (100 км) над поверхностью Луны, а затем использует гравитационную силу Луны, чтобы перевести Орион на новую глубокую ретроградную или противоположную орбиту примерно в 40 000 миль (70 000 км) от Луны.

Космический корабль останется на этой орбите примерно шесть дней, чтобы собрать данные и позволить диспетчерам миссии оценить работу космического корабля. В течение этого периода Орион будет двигаться в обратном направлении вокруг Луны от направления, в котором Луна движется вокруг Земли.

Для своего обратного полета на Землю «Орион» совершит еще один близкий пролет, который доставит космический корабль примерно на 60 миль от поверхности Луны. Космический корабль будет использовать другой точно рассчитанный по времени запуск двигателя сервисного модуля, предоставленного европейцами, в сочетании с гравитацией Луны для ускорения. обратно к Земле. Этот маневр вернет космический корабль на траекторию обратно к Земле...

Что такое «новая глубокая ретроградная» орбита? Чем она будет новой, глубокой и чем она будет отличаться от ранних орбит свободного возврата эпохи Аполлона? Это то, что примерно предлагается между 01:30и 01:37в следующем видео, также связанном с той же статьей НАСА, где космический корабль внезапно оказывается далеко от Луны, а Земля и Луна кажутся одинакового размера?

внизу: Рисунок эпохи Аполлона с траекторией свободного возврата вокруг Луны, отсюда .

ниже: путь миссии EM-1, отсюда .


Ответы (1)

Миссии «Аполлон» выходили непосредственно на околокруговую орбиту вокруг Луны на высоте около 100 км с 2-часовым орбитальным периодом и оставались там с различными небольшими изменениями на протяжении всего лунного пребывания (2–6 дней, 25–70 витков). ). Это всегда были ретроградные орбиты; космический корабль прошел «передний край» Луны, что замедляет орбиту в системе отсчета с центром на Земле, что и требуется для свободного возврата.

Согласно статье в Википедии , похоже, что план миссии EM-1 изменился с 8-дневной миссии с бесплатным возвращением туда и обратно на 3-недельную миссию с шестью днями на лунной орбите. (Ваша первая диаграмма, по-видимому, относится к более поздней миссии EM-2 с экипажем, которая не выходит на лунную орбиту.)

Эта презентация включает диаграмму обновленного плана миссии; 70 000-километровый аполун кажется более или менее прямым от Земли, что дает общее расстояние от Земли примерно 470 000 км, что является рекордом для корабля с экипажем. 6-дневный период указан для одной эксцентричной орбиты от первых 100 км сближения до 70 000 км и обратно до 100 км. Вывод на эту орбиту осуществляется с двумя включениями, одно при близком сближении, а другое позже; еще два ожога симметричны тем, которые возвращают корабль на земную траекторию.

введите описание изображения здесь

Хорошо, это имеет гораздо больше смысла для меня! В синодической системе отсчета, которая вращается вместе с орбитой Луны (как здесь, где Луна остается на одной стороне изображения, а Земля на другой), это две полные орбиты Луны плюс половина? Точно так же, как простой бесплатный возврат будет только половиной?
Если свободный возврат - половина орбиты, я думаю, что это полторы.
Если мы назовем линию Земля-Луна осью X, то на обратной стороне Луны , я думаю, я вижу орбиту, пересекающую ось X три раза , что предполагает два полных орбиты в этой системе отсчета. i.stack.imgur.com/9yugl.jpg (см. уродливые фиолетово-черные 1, 2, 3.)
Так что, если мы не можем договориться, будет ли это полтора или два с половиной (во вращающейся синодической системе отсчета), то мы все равно не «знаем», как вообще выглядит предлагаемая орбита.
Преклоняюсь перед вашей позицией два с половиной.
Ой! Мне нужно ваше суждение, а не ваш жест :) Если жюри еще не пришло к этому, давайте продолжим копать. Но если вы почти уверены, то мы можем назвать это «достаточно разобранным», и я могу нажать «Принять» и положить брешь в моем накоплении вопросов без ответов. Концептуальные изображения орбит часто трудно нарисовать и понять.
Ваш счет правильный. Где-то около точки 4 на диаграмме мы входим в сферу влияния Луны примерно в 10-часовом положении Луны. Обходим Луну через точку 5, продолжаем после десяти часов: 1 полный виток. Прошли точки 6, 7, 8, 9 и снова прошли 10 часов: 2 полных витка. Мы покидаем Луну где-то около точки 10, прежде чем снова достичь положения 10 часов: менее трех полных оборотов.