Как рассчитать дельта-v с исправленными кониками?

Я пытаюсь рассчитать дельта-v между Кербином и Дуной с 70-километровой круговой орбиты вокруг Кербина только для того, чтобы пролететь мимо Дуны. Тем не менее, я столкнулся с парой трудностей с моими расчетами. Все, что я читал, говорит мне сначала заняться гелиоцентрической переходной орбитой, и именно в этом заключается моя проблема.

Перицентр переходной орбиты между Кербином и Дуной - это орбита Кербина, длина которой составляет 13 599 840 256 м.

переходный апоцентр - большая полуось Дуны: 20 726 155 264 м.

Это дает большую полуось переходной орбиты 17 162 997 760 м.

Чтобы найти дельта-v перехода, мне нужно найти скорость в перицентре переходной орбиты и вычесть из нее орбитальную скорость Кербина.

С использованием в 2 знак равно грамм М ( 2 / р 1 / а ) , я получаю скорость переноса в перицентре 10203 м/с. Орбитальная скорость Кербина составляет 9284,5 м/с.

Это дает мне дельта-v 919 м/с. Тем не менее, карты дельта-v, которые я читаю, говорят, что от побега Кербина до перехвата Дюны 130 м/с.

Что я делаю неправильно? Почему мои номера не совпадают?

Ответы (1)

Цифры на карте на самом деле не являются независимыми, вы должны относиться к ним как к «950+130» от LKO до пролета Дуны.

Полученное вами число, 919 м/с, — это количество dV, которое вам понадобится, если вы собираетесь совершить перехват Дюны с орбиты, похожей на орбиту Кербина, но на самом деле не с Кербина. Цифра на карте, 1080 м/с, это одиночный прожиг в нужной точке в нужном направлении от ЛКО до перехвата Дюны. Это с учетом вашей орбитальной скорости вокруг Кербина, гравитации Кербина и выигрыша Оберта от сжигания в гравитационном колодце.

На самом деле мы должны быть в состоянии вычислить оптимистическую оценку этого числа:

  1. Вы уже подсчитали, что в момент выхода из сферы влияния Кербина (SOI) мы должны двигаться со скоростью 919 м/с относительно Кербина.

  2. Поскольку это залатанные коники, у нас есть дискретная точка изменения КНИ - 84 159 271 м, в которой мы должны двигаться со скоростью 919 м/с.

  3. Нашей отправной точкой является LKO, который, на мой взгляд, имеет высоту 80 км (при радиусе орбиты 680 000 м) при скорости 2 300 м/с.

  4. В этот момент мы используем уравнение сохранения орбитальной энергии на шаге 2, поэтому энергия орбиты равна ϵ знак равно в 2 / 2 мю / р знак равно 380317 .

  5. Подключив это к шагу 3, мы знаем, что в LKO ϵ п знак равно 5193527 , так в знак равно 2 ( ϵ + ϵ п ) знак равно 3339 м / с

  6. Расчетная требуемая дельта-V тогда равна 3339 2300 знак равно 1039 м / с

Наше число не совсем совпадает с картой, но это оптимистичная оценка. Опять же, вики KSP предполагает, что нам нужно 1060 м/с, чтобы добраться до Дюны , а не 1080 м/с. И, вероятно, будет неэффективность в реализации, например, прожиг не будет мгновенным, стартовая орбита будет немного отличаться, мы, вероятно, не будем двигаться в правильном направлении после выхода из SOI Кербина, и мы, вероятно, окажемся на перицентр немного ниже, чем у Кербина. Они, вероятно, съедят 20-40 м/с.

Одно небольшое отклонение — вы делаете расчет для достижения ядра Дюны. Однако на самом деле вам нужно всего лишь достичь SOI Duna с небольшой дополнительной скоростью.
Переход к краю SOI, а не к центру, дает разницу в конечной скорости 4,68 м/с, однако из-за Оберта влияние на дельта-v составляет всего 1,28 м/с. Мы потеряем больше из-за изменения наклонения, если выравнивание орбиты будет неблагоприятным. Самая большая неопределенность здесь — это орбитальная скорость в LKO. Круговая орбита на высоте одного метра над атмосферой будет иметь скорость 2295,9 м/с. Хорошая безопасная орбита на высоте 30 км над атмосферой (100 км над уровнем моря) составляет 2246,1 м/с. Это разница в 49,8 м/с и, вероятно, самый большой источник дисперсии.