Что такое орбита передачи высокой энергии и каковы некоторые примеры их использования?

Во-первых, определение орбиты с низкой передачей энергии;

Низкоэнергетическая переходная орбита - это...

1. Орбита, позволяющая перемещаться между двумя центральными телами (например, Земля-Луна).
2. Орбита, которая делает это с использованием энергии из источника, отличного от космического корабля (чаще всего возмущения из-за солнца).

Орбита передачи высокой энергии в основном не удовлетворяет пункту № 2 выше.

Причина, по которой эти типы орбит обычно обсуждаются в связи с переходами между двумя центральными телами, связана с необходимостью захвата спутника вторым центральным телом. Это отличается от простого изменения большой полуоси вокруг одного тела, поскольку изменения, вызванные возмущениями, обычно действуют в течение гораздо, гораздо более длительного периода времени (подумайте о годах + для значительных различий в большинстве случаев *). Когда есть небольшое возмущение, когда вы приближаетесь ко второму телу, все становится немного сложнее. Это может помочь:

XKCD Гравитационные колодцы

Глядя на гравитационные колодцы, вы можете увидеть пики между всеми объектами. Если вы представите свой спутник в виде шарика, вы сможете свернуть вершину с заданной энергией X , но не преодолеете вершину — вы упадете обратно к планете, которую покинули. Но если бы было немного больше энергии, назовем ее w , тогда вы могли бы просто преодолеть пик. Как только вы преодолеете пик, вы упадете в гравитационный колодец следующего тела. Теперь, если мы скажем, что нам нужно 100 единиц энергии (давайте пока забудем о единицах), чтобы добраться от тела 1 до тела 2, очевидно, что X меньше 100. Может быть, это было 99, может быть, это было 95, но в любом случае это не так . достаточно. w однако был крошечным, может быть, ~ 1% от X... примерно 1 энергия. К счастью, 99+1=100, так что мы сделали это. Это урезанная версия того, как работает низкоэнергетическая передача - она ​​усложняется, когда вы говорите о трех системах тела (например, передача Земля-Луна в солнечной системе), поскольку особенности орбиты должны учитываться. силы солнечных возмущений, но вы поняли.

Переходная орбита Хомана на самом деле является орбитой передачи высокой энергии, поскольку она имеет более высокую энергию, чем орбиты передачи низкой энергии. Это наиболее энергоэффективная переходная орбита , если не учитывать возмущения и внешние источники.

Для дальнейшего чтения (и в качестве ссылки на этот ответ) я бы предложил: Перенос низкой энергии на Луну .

* Это может зависеть от того, какие типы или изменения вы ищете. Сопротивление будет экспоненциально более значительным, чем ниже высота вашего перигея; давление солнечного излучения меньше зависит от высоты и т. д.

РЕДАКТИРОВАТЬ № 1 Именованные переходные орбиты трудно найти. Переносы Хомана имеют достаточно низкую энергию, но в этом контексте они считаются высокоэнергетическими - для ясности здесь;

Любая переходная орбита, не получающая энергии от внешних источников (например, солнечных возмущений и т. д.), считается высокоэнергетической. Передача Хомана - это просто передача с наименьшей энергией из передач с высокой энергией (лучшая из худших).

Перемещения, которые включают ареоразрыв, также могут считаться низкоэнергетическими, поскольку вы получаете тягу для замедления движения космического корабля из источника, отличного от космического корабля (торможение), но практически говоря, вы не можете надежно ареоразрыва на стабильную орбиту (как только вы начнете ареоразрыв, так или иначе, вы на пути к столкновению с планетой, если только не сделаете еще один ожог.

Я не слышал об этом, но теоретически я могу предположить, что вы могли бы использовать систему стабилизации гравитационного градиента, чтобы уменьшить требуемую энергию. Колебание из-за стабилизации обеспечит источник энергии, предполагая, что вы двигаетесь к центральному телу или от него. Это важно, так как изменение наклона (без учета зональных гармонических эффектов) не приведет к изменению стабилизирующих колебаний.

Орбита передачи высокой энергии - это та, где минимизация времени для завершения маневра менее важна, чем экономия топлива, поэтому она потребляет больше энергии, чем орбита передачи низкой энергии.

Как упоминалось при обсуждении приведенного вами вопроса, НЕТО часто использовались в программе «Шаттл» для максимального использования пилотируемого космического полета. В отличие от LETO, которые, как правило, изучаются и настраиваются для достижения оптимального решения, часто конкретным исследователем, в честь которого они затем названы, HETO, вероятно, являются одноразовыми расчетами для конкретных обстоятельств, и поэтому не следует ожидать, что они будут названный. Очевидно, что из этого правила есть исключения, например, прямой баллистический курс перехвата на столкновение, но обычно орбита «давайте доберемся туда как можно быстрее сегодня» завтра не будет чем-то, что будет называться.