Оптимальный угол наклона для долгосрочной низкоорбитальной станции, служащей промежуточной остановкой на Луну и обратно.

Допустим, мы хотим построить долговременную низкоорбитальную станцию, которая будет служить промежуточной остановкой для полетов на Луну и обратно (возможно, с аэродинамическим тормозом). Дозаправка, стыковка, пересадка экипажа и т.д. Несколько рейсов в год, на пару десятков лет.

Каким будет оптимальное наклонение орбиты для такой станции? Учитывая, что наклонение Луны непостоянно. Предположим, мы можем выбрать любое место на Земле для обеда.

Оптимальный по средней стоимости запуска. Чтобы мы могли использовать меньшие ракеты, меньше пусков и меньше расходовать топлива.

Для чего вы оптимизируете?
@OrganicMarble Я бы сказал, что это средняя стоимость обеда. Допустим, мы выполняем несколько рейсов в год. я обновил вопрос
Если вы летите всего несколько раз в год, вы можете запланировать свой отъезд так, чтобы Луна проходила через линию пересечения между плоскостью орбиты вашей станции и ее орбитальной плоскостью в момент вашего прибытия, и спрятать пересадку на поля вашего Лунный захват горит.

Ответы (2)

Широта вашей стартовой площадки будет оптимальным наклоном, поскольку относительный наклон между орбитой LEO и орбитой Луны очень мало влияет на стоимость дельта-v.

Лунная переходная орбита очень длинная и узкая, поэтому при столкновении с Луной скорость космического корабля (< 200 м/с) намного меньше скорости Луны (> 1 км/с), что означает, что его относительное направление не слишком важно. Таким образом, стоимость захвата около 140 м/с возрастает только на 20 м/с даже при перепаде угла наклона 45 градусов. Это намного меньше потерь, с которыми приходится иметь дело при орбитальных запусках.

Все такие НОО-орбиты дают двухнедельное окно запуска для лунного перехода, что должно быть достаточно часто для вашего варианта использования.

Долгий срок, и он должен быть на LEO?

Есть много вещей, которые следует учитывать:

  • плоскость любой НОО-орбиты будет дрейфовать из-за формы Земли, поэтому ни одна орбита не будет оставаться на одной линии с наклоном Луны.
  • Вероятно, вам нужна орбита с большим наклонением, чтобы ваша обычная траектория к Луне проходила далеко на север или юг, избегая, таким образом, наихудшего из поясов Ван Аллена.
  • Вероятно, вам нужна низкая широта стартовой площадки, так как более экваториальная позиция облегчает работу по выходу на орбиту, лучше используя вращение Земли.
  • Вам нужен наклон, который, по крайней мере, близок к широте вашей стартовой площадки, чтобы избежать потерь при смене самолета при запуске с поверхности.

Обратите внимание, что все эти вещи каким-то образом работают друг против друга!

Если окончательной оптимизацией является стоимость запуска, то:
Выясните, какой угол передачи обеспечит вам достаточно безопасный проход через/мимо пояса Ван Аллена. Теперь постройте свой пусковой центр на этой же широте.
Это даст вам окно запуска «земля-путевая станция» один раз в день или, возможно, немного меньше, если орбита НОО достаточно высока, чтобы не обеспечить достаточно близкое расстояние от земли при каждом ближайшем проходе над стартовой площадкой.
И это даст вам (в основном) оптимальное окно перехода с промежуточной станции на Луну два раза в месяц.

Оптимальный угол наклона для долгосрочной низкоорбитальной станции, служащей промежуточной остановкой на Луну и обратно.
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v