Как космические корабли сближаются на орбите?

Они используют орбитальную механику, никогда с ними не сражаются. Прежде всего, давайте разберемся с направлениями в космосе:

X-вектор кадра RIC (radial, in-track, cross-track) называется радиальным, так как он указывает вдоль радиального положения объекта относительно центрального тела. Y-вектор называется внутрипутным и указывает для круговых орбит вдоль направления орбитальной скорости. Z-вектор является нормальным к орбите.

Первый метод захода на посадку - это V-образная планка, основанная на изменении относительной высоты. По сути, один из S/C идет ниже/выше другого и, следовательно, имеет несколько иной период, чем другой. Это вызывает относительное движение между ними. С помощью этой техники часто делают «хмель». Поэтому немного измените высоту, сблизьтесь, вернитесь на ту же высоту, задержитесь на некоторое время, чтобы убедиться, что все в порядке, а затем продолжайте прыгать. Прочтите о технике захода на посадку на квадроцикле, чтобы узнать больше об этом.

Иногда они также устраивают рандеву в R-баре. В этом случае вторичный космический корабль приближается к первичному в локальном радиальном направлении (направление X в системе RIC), но для этого требуется много запусков двигателей в радиальном направлении, а не только несколько маневров по изменению высоты (и орбитальной скорости вторичного).

Но оба метода использовались много раз и, как правило, хорошо изучены.

Вот довольно абстрактный способ увидеть, как это можно сделать: рассмотрим два корабля, находящихся достаточно близко друг к другу, на сходных, но не идентичных орбитах.

Есть один вектор, идущий от текущего положения корабля А к кораблю Б. Если вы двигаетесь вдоль этого вектора, корабли будут приближаться.

Есть еще один вектор, представляющий разницу скоростей между двумя кораблями. Если вы двигаетесь по этому вектору, вы можете уменьшить разницу в скоростях, т.е. сделать два корабля более стационарными относительно друг друга.

Должно быть ясно, что если эти два вектора не противоположны друг другу, между ними есть какой-то вектор, который, если вы двигаетесь вперед, сократит диапазон и уменьшит относительную скорость. Если вы неоднократно вычисляете и используете эти векторы, в конечном итоге вы можете получить как дальность, так и относительную скорость, сколь угодно близкие к нулю, и в этот момент вы пристыкуетесь.

Рандеву можно разделить на 4 основных этапа:

1) Фазирование: для приближения к целевой орбите

2) Первоначальный подход: выйти на устойчивую орбиту относительно цели (расстояние порядка$10^3$)

3) Конечный заход: приблизиться к цели (расстояние порядка$10^2$)

4) Окончательный перевод: доработать контакт (расстояние на порядок$10^1$)

Обычно каждый этап начинается с$\Delta v$: поэтому включается двигательная установка (импульсные маневры) для изменения скорости (по величине и/или направлению) космического корабля.