Можем ли мы установить орбитальный транспортер между Землей и Луной?

Приведу пример с луной.

Если какой-то космический корабль находится либо на орбите вокруг Земли и Луны, либо на орбите с большим эксцентриситетом, которая пересекается с орбитой Луны, какой-то другой космический корабль может пристыковаться к нему и «долететь» до Луны.

Проблемой будет стыковка с таким более быстрым кораблем на другой орбите, а также замедление этого корабля со временем, но он может набирать скорость от гравитационных рогаток с Луны, или его можно разогнать дешевым топливом с Луны например?

Немного похоже: youtube.com/watch?v=-lW1LiIcT28

Ответы (4)

Такой космический корабль известен как «циклер» .

Вы столкнулись с проблемой с ним: вы должны точно соответствовать его траектории/скорости, чтобы состыковаться с ним, поэтому, если вы можете добраться до велосипедиста, вы уже можете добраться до места назначения велосипедиста.

По той же причине нет замедления циклера. В принципе, если вы подсоединитесь к циклеру очень эластичной привязью, вы можете позаимствовать у него скорость, но это совершенно непрактично.

Потенциальное преимущество велосипеда заключается в том, что он может предоставить место и нерасходуемые удобства для путешествия, тем самым экономя массу шаттла, который едет на велосипеде. Это не такая уж большая победа для транслунных полетов, где это всего 3-5 дней пути в одну сторону, но, например, для обычных полетов между Землей и Марсом это более привлекательно. Корабль-база « Гермес » в «Марсианине» действует как циклер «Земля-Марс», хотя это не было его первоначальной миссией.

Интересно, как это необходимо и почему никто не додумается до какой-нибудь механической системы для захвата космических аппаратов на другую орбиту. Кроме того, когда я вижу стыковку, я всегда удивляюсь, почему они не стреляют крюками или механическими руками на последних нескольких метрах, но это другой вопрос...
Кроме того, я думаю, что это может быть неверно о «Марсианине».
Я не думаю, что захват другого корабля с разницей в скорости в несколько километров в секунду сработает и не убьет пассажиров.
@Nigel - Я думаю, что Гермес не был разработан, чтобы быть велосипедистом с самого начала, но он действует как велосипедист в истории, когда он движется с Марса на Землю, обратно на Марс и обратно на Землю, не выходя на парковочные орбиты. Отредактировано, чтобы сделать это более ясным.
Можно снимать при большой разнице скоростей, если корабль вращается и очень долго, как в концепции запуска с помощью скайхука.
@patstew Я хотел бы увидеть некоторые обратные математические расчеты для вращающегося крюка-циклера, который может управлять скоростью захвата, скажем, 1 км / с. скорость Земля-Луна или Земля-Марс > 3 км/с; экономия менее 1 км/с вряд ли стоит усилий.
@Nigel Общая система причаливания, используемая на МКС, использует механическую руку для завершения последних нескольких метров стыковки, но она начинается с нулевой относительной скорости. Гарпунить прибывающий космический корабль было бы небезопасно по своей сути. Любой предлагаемый метод захвата космического корабля на другой орбите должен каким-то образом нейтрализовать разницу в скорости (много-много тарзанок?), и любой безопасный способ сделать это намного перевесит простой вариант перевозки достаточного количества топлива для соответствия скоростям.
Статья @RussellBorogove Wiki о привязях обмена моментумом ссылается на это, что не отличается: tethers.com/papers/LEO2Lunar%2792.pdf

Проблема в том, что когда вы встречаетесь с таким циклером (и, возможно, состыковываетесь), вы уже находитесь на той же орбите, и вам нужно было потратить топливо, чтобы добраться до Луны. Так что второй крафт вам в основном ни для чего не нужен.

Для путешествия на Луну это не имеет особого смысла. С другой стороны, велосипеды часто рекомендуются для поездок на Марс: когда вы помещаете один большой велосипед в петлю Земля-Марс, вы можете использовать гораздо меньшие корабли на каждой планете для перемещения людей и припасов (надеюсь, вам потребуется меньше топлива), но вы можете наслаждаться большой корабль в долгом путешествии.

Возможно, стоит упомянуть, что циклер не экономит энергию в целом : вся масса, которая летит на Марс или куда-то еще, должна была в какой-то момент быть ускорена, чтобы соответствовать правильной траектории. Тем не менее, это экономит энергию для конкретных полетов, потому что все поставки могут быть ускорены заранее (и поставлены на циклер) по произвольному, потенциально более удобному графику. В каком-то смысле байкер — это аккумулятор для телефона, который вы носите с собой в дальних поездках ;-).
Что ж, это может сэкономить энергию, которая в противном случае понадобилась бы для многократного ускорения гораздо более крупного межпланетного корабля. А вот сколько его ушло бы на установку самого циклера и на техническое обслуживание - это другой вопрос.
Истинный. пусть большой массовый цикл.

Да. Эта концепция известна как Lunar Cycler . Особенно интересен Backflip Lunar Cycler , который раз в месяц встречается с Луной, а с Землей два раза в месяц. Поиск по слову «лунный циклер» выдаст несколько статей.

Просто провел небольшое исследование и нашел статью в Википедии. Идея пришла от Скотта Мэнли, который делает что-то подобное в космической программе Kerbal.
@Nigel: Поскольку вы упомянули KSP, вы можете попробовать выполнить один или два стыковочных маневра в KSP без предварительного точного совпадения орбит. Вы узнаете, почему это не так практично. :P (Если вы действительно хотите попробовать сделать циклер в KSP, который делает что-то полезное, я бы предложил установить какой-нибудь мод жизнеобеспечения и/или колонизации. Без него нет особого смысла в циклере, когда кербалы счастлив просто сидеть годами в их эквиваленте капсулы Mercury.)
Если вы все-таки попробуете это в KSP, пожалуйста, киньте мне ссылку на получившееся видео. Мне нравятся взрывы :-P (если они не проходят сквозь друг друга)

Помимо велосипедистов, причина наличия специальных транспортных средств для перемещения с орбиты на орбиту заключается в том, чтобы иметь возможность использовать наилучшую конструкцию транспортного средства для каждого этапа поездки. Можно представить себе крылатый шаттл, доставляющий людей с Земли на орбитальный аппарат. Затем орбитальный аппарат переходит с низкой околоземной орбиты на окололунную. Там люди пересаживаются на лунный посадочный модуль, чтобы добраться до лунной колонии на поверхности. Орбитальный аппарат никогда не приземляется, а лунный посадочный модуль никогда не уходит дальше лунной орбиты. Орбитальный аппарат мог иметь электрическую двигательную установку малой тяги и мощную защиту. Лунный посадочный модуль должен иметь опоры и двигатели с более высокой тягой. Также топливо и оборудование не перевозятся без необходимости через участок пути, для которого они не нужны. Орбитальному аппарату не нужно нести посадочный модуль или топливо для него.