Физика и математика за полетом через Солнечную систему [закрыто]

Я написал программу, моделирующую солнечную систему. Я мог рассчитать местоположение каждой планеты на ее эллиптическом маршруте в любое заданное время.
Во втором проекте мне удалось смоделировать ньютоновское гравитационное поведение (задача n тел, подход с временным шагом).

Но мне интересно, как можно:
(1) найти маршруты (различные возможности) из данного места/планеты в другую
(2) выбрать лучший маршрут в зависимости от продолжительности или расхода топлива

Итак, с чего начать?

Чтобы быть более точным: речь идет не о написании еще одной симуляции, а о понимании лежащей в ее основе физики!

Ответы (3)

Я думаю, что вы должны начать с основ, если вы действительно хотите изучить физику. Начните с самого простого перехода между двумя круговыми орбитами: переходной орбиты Хомана . Это наименее затратный способ перевода корабля между двумя круговыми орбитами. Это требует двух ожогов. После этого можно переходить к Patched Conic Approximation .

Создайте свой числовой интегратор, используя метод шага по времени n тел, который вы описали, чтобы смоделировать траекторию вашего полета, и посмотрите, насколько близки ваши вычисления при использовании этих методов. Вы очень быстро почувствуете их возможности и недостатки. Очень здорово видеть, насколько плохим может быть день, если вы используете простой трансфер Хомана, чтобы добраться до Марса с Земли...

Удачи - забавных вещей!

Именно так это и делается -

В каждой космической миссии использовались гравитационные траектории, чтобы не только установить маршрут к месту назначения (пунктам), но и получить дополнительную скорость - в противном случае требуемое количество топлива сделало бы эти миссии невыполнимыми.

Симуляция n тел — это основной способ решения этой проблемы — добавьте немного вычислительной мощности, и все будет хорошо. Это просто сводится к решению математики.

Из википедии :

введите описание изображения здесь

Есть и другие решения, такие как краудсорсинг (взгляните на Space Game ) или анализ обширного хранилища данных, которое уже существует .

Использование подхода с n телами будет означать: установить начальную позицию космического корабля и итеративно пробовать разные скорости и углы, пока не будет найден лучший маршрут?
@joe: Да, к сожалению. Это задача оптимизации/минимизации с огромным количеством открытых параметров. Требуется некоторый опыт, чтобы найти несколько хороших конфигураций (1) , прежде чем запрашивать у своего компьютера оптимизированное решение. Итеративно, да. Задачи двух и трех тел по-прежнему можно описать дифференциальными уравнениями, но помимо этого поиск аналитического решения становится просто нервным. (1:) Кстати, именно здесь вступает в действие краудсорсинг. ЕКА искало новые способы нахождения хороших конфигураций (последовательности пролетов) и то, как люди находят их интуитивно.
Это немного похоже на то, как кто-то спрашивает, как построить электромобиль, и указывает им на закон Кулона. Несмотря на то, что в конечном счете вам необходимо задействовать вычислительную мощность для решения задачи численной оптимизации , существует множество предварительных шагов, которые приблизят вас к хорошему решению.
@Chris +1 за это утверждение! Ага. RoryAlsop: Этот вопрос заслуживает более подробного ответа :-)
Но Джо уже умеет считать. Он управлял моделированием n тел.
Не каждая космическая миссия использует гравитационную траекторию, по крайней мере, не совсем...

Я настоятельно рекомендую вам прочитать книгу. Просто поищите на Amazon «астродинамика» или «орбитальная механика» и прочитайте отзывы. Выберите тот, который лучше всего соответствует тому, что вы ищете. Какой из них не имеет большого значения - важно получить книгу, в отличие от того, что кажется сегодня модным, - использовать Google, Википедию и задавать вопросы в Интернете. Книжный подход намного эффективнее и надежнее.

Физика и математика за полетом через Солнечную систему [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v