Марс и обратно, оставаясь всего на несколько дней

В этой статье говорится, что

как только вы прибудете на Марс, у вас будет всего пара недель, прежде чем вам придется начать новую передачу Хомана обратно на Землю, иначе вам придется торчать на Марсе около 18 месяцев, прежде чем появится другое окно запуска, вернуться на Землю! Вот почему миссии людей на Марс бывают либо краткосрочными (примерно десять дней на планете), либо долгосрочными (два года на планете).

Это звучит так, как будто вы можете отправиться на Марс и вернуться на Землю за одну передачу Хомана. (Я предполагаю, что уход с переходной орбиты примерно на десять дней не изменит существенно общую траекторию.)

Однако большая полуось гомановского перехода между орбитами Земли и Марса, определяемая выражением

р Е а р т час + р М а р с 2 ,
составляет около 1,26 а.е. (при условии, что Земля и Марс имеют круговые орбиты вокруг Солнца, с р Е а р т час "=" 1 А U и р М а р с "=" 1,52 А U ), для которого 3-й закон Кеплера дает период обращения 1,42 года. Следовательно, когда объект, следующий по этой гомановской орбите, после отлета от Земли снова прибудет на земную орбиту в следующий раз, пройдет почти полтора года и Земля окажется где-то по другую сторону Солнца: Переходная орбита не вернется на Землю (по крайней мере, не в течение одного орбитального периода).

Ни орбита Земли, ни орбита Марса не являются точно круговыми, и есть разница в наклонении, поэтому переходная орбита не будет точно орбитой Гомана, но относительное наклонение и эксцентриситеты орбит Земли и Марса малы, поэтому я не ожидаю, что это произойдет. иметь значительное влияние.

Я также знаю, что переходная орбита между двумя планетами не обязательно должна быть (почти) гомановой. Однако, насколько я понимаю, существует значительная разница в потребностях в энергии (и, следовательно, в топливе), что делает более или менее неосуществимым любой перенос, кроме (почти) гомановского (в большинстве ситуаций, особенно для Земли-Марса или обратно). ).

Учитывая, что одна переходная орбита Гомана с Земли на Марс не возвращается на Землю, как может быть выполнена марсианская миссия с пребыванием на Марсе всего около десяти дней (как описано в статье)? Может ли это (разумно) работать вообще, или эта статья неверна? Он также утверждает, что

переходной орбите Хохмана […] требуется добрых шесть месяцев, чтобы добраться от Земли до Марса

что не соответствует приведенному выше расчету (половина 1,42 года составляет 8,5 месяца), поэтому я подозреваю, что это либо относится к какому-то другому типу переходной орбиты, либо просто ошиблись в цифрах.

Ответы (1)

Существует популярная идея о том, что можно вернуться на Землю через Венеру, и для этого нужно запустить ее в течение нескольких недель после приземления на Марс. Подозреваю, что автор путает. Вы можете взглянуть на http://clowder.net/hop/railroad/sched.html , чтобы узнать, когда такое время, и увидеть, что время довольно близко совпадает.

Теоретически туда можно было бы совершить очень быстрое путешествие, что немного не по-гомановски, и сделать то же самое в ответ. Это может позволить на короткий период пребывания.

Обратите внимание, что идеальной орбиты Хомана между Землей и Марсом на самом деле не существует. Для этого не потребуется ни разницы наклона, ни эксцентриситета. Но есть ряд хороших орбит, которые приближаются к временам Хомана, но время туда и обратно не будет таким чистым, как предложенное идеальное решение.