Орбита Марса после перехвата

Я запускаю численное моделирование, рассчитывающее межпланетную траекторию от Земли до Марса, и пытаюсь вывести космический корабль на орбиту вокруг Марса после перехвата, но у меня возникли небольшие проблемы. Я читал книгу «Орбитальная механика для студентов-инженеров» (Г. Кертис), в которой определяется «радиус прицеливания», который поможет мне решить эту проблему с орбитой. Радиус прицеливания определяется как

Δ знак равно р п 1 + 2 мю 2 р п в 2 ,
куда в это просто гиперболическая избыточная скорость космического корабля относительно Марса, когда он входит в SOI Марса, р п - радиус периапсида выбранной вами орбиты вокруг Марса, и мю 2 гравитационный параметр Марса (к сожалению, не покемон). Насколько я могу судить, Δ по существу определяет расстояние поперечного смещения между вектором скорости космического корабля и вектором скорости Марса, установленное, когда космический корабль входит в SOI Марса, так что космический корабль будет иметь радиус периапсида (или радиус ближайшего сближения) р п при прохождении Марса. И оттуда вы можете применить необходимые Δ в выйти на орбиту Марса, как только вы достигнете р п точка радиуса. Я ужасно умею объяснять, поэтому, надеюсь, это изображение из вышеупомянутой книги (стр. 370) прояснит ситуацию:

введите описание изображения здесь

Это все хорошо, но в моем случае с выбранным р п из 4.13418 × 10 6 метров, я получаю значение бокового смещения для Δ знак равно 8.26836 × 10 6 метров. Если бы я концентрировался только на том, что происходит в SOI Марса (и не принимал во внимание длинную и трудную гелиоцентрическую переходную орбиту космического корабля), я бы установил начальное положение космического корабля как 8.26836 × 10 6 вдоль x-axisи чуть меньше 5,77 × 10 8 метров вдоль y-axis, с центром Марса в ( 0 , 0 ) а затем запустите симуляцию, чтобы посмотреть, что произойдет. Но так как я должен принять во внимание гелиоцентрическую часть полета, это немного усложняет задачу, так как мне нужно привязать гелиоцентрические условия к марсоцентрическим (это правильное слово?) условиям, чтобы получить точную траекторию. Итак, мой вопрос заключается в следующем: как мне спроектировать гелиоцентрический переход таким образом, чтобы, когда космический корабль входит в SOI Марса, он имел требуемую Δ (или имеет близкое к нему значение), чтобы я мог получить требуемое значение для р п когда космический корабль максимально приблизится к Марсу? Моя численная симуляция уже делает коррекцию в середине курса на полпути к гелиоцентрическому переносу (используя решатель Ламберта), поэтому я подумал, что могу сделать что-то там, чтобы получить требуемое значение. Δ на входе в СОИ.

Любая помощь будет здорово!

РЕДАКТИРОВАТЬ: Я только что понял, что космический корабль будет приближаться к Марсу только с вектором скорости, параллельным вектору скорости Марса при входе в SOI Марса, если это идеальный перенос Хомана. С моей траекторией Ламберта я вижу, что угол между их векторами скорости составляет чуть более 5 градусов при входе в SOI Марса, поэтому этот метод не сработает. Существует ли аналитическое решение для непараллельных векторов скорости?

Марсоцентрическая орбита называется ареоцентрической орбитой в честь Ареса , древнегреческого бога войны ( Марс — древнеримский эквивалент). То же самое для Солнца (римское: Sol, греческое: Helios) с гелиоцентрическим , Земли (римское: Terra, греческое: Gaia или Ge) с геоцентрическим , Луны (римское: Luna, греческое: Selene) с селеноцентрическим , Венеры ( Греческий: Афродита) с афродиоцентрическим и так далее ;)

Ответы (1)

Я вижу, что угол между их векторами скорости составляет чуть более 5 градусов при входе в SOI Марса, поэтому этот метод не сработает. Существует ли аналитическое решение для непараллельных векторов скорости?

Закон косинусов . Я думаю об этом как о более обобщенной версии теоремы Пифагора :

с 2 знак равно а 2 + б 2 2 а б потому что α

Вы можете видеть, если α равен 90°, что 3-й член равен 0, и это соответствует теореме Пифагора.

Так, например, если Марс движется со скоростью 24 км/с по отношению к Солнцу, ваш корабль со скоростью 27 км/с по отношению к Солнцу, а вектор скорости 27 км/с составляет 5 градусов от вектора скорости 24 км/с, то разница между два это:

( 27 2 + 24 2 2 24 27 с о с ( 5 ° ) )   3,73

Ваш в будет около 3,73 км/с.

введите описание изображения здесь