Предположим, что
Какие ожоги будет выполнять космический корабль, чтобы добраться до стыковочного адаптера? Другими словами, как тогда космический корабль (капсула) изменит свою высоту? Выполнит ли он мини-версию переноса Хомана? Или просто радиально сжечь?
Круговые орбиты на разных высотах требуют разных скоростей, поэтому, если вы начнете с радиального разделения, космический корабль и станция будут иметь тенденцию отдаляться друг от друга, если только они не ускорятся в радиальном направлении, чтобы сократить расстояние. Эффект мал на малых расстояниях, больше на больших расстояниях. В первом приближении расстоянием является разница между силой тяжести на высотах над ними. (Несмотря на частое использование терминов «невесомость» и «микрогравитация», гравитация на орбите достаточно велика — около 88,5% гравитации на поверхности Земли на высоте МКС 400 км.)
На расстоянии 20 м радиального разделения этот гравитационный градиент заставляет космический корабль и станцию дрейфовать друг от друга примерно на 50 микрометров в секунду в квадрате — 5 миллионных g. Это достаточно мало, чтобы его можно было в значительной степени игнорировать — оно «теряется в шуме» изменчивости двигателя и неточности измерения скорости и расстояния. Ему можно противодействовать очень малыми импульсами тяги, а стыковочный корабль может маневрировать прямо к месту назначения, т. е. радиальным ударом.
На больших расстояниях градиент более значителен. На расстоянии 40 км эффект представляет собой относительное ускорение около 0,1 м/с 2 , что является максимальным, которого может достичь заряженный Crew Dragon, непрерывно запуская 4 небольших двигателя Draco — он может просто удерживать расстояние и не может приблизиться. . Таким образом, на таких расстояниях заходы на посадку выполняются путем стрельбы вперед и назад, в стиле Хохмана; вы стреляете ретроградно, чтобы понизить свой перигей на 40 км, ждете половину орбиты, затем стреляете по кругу на меньшей высоте.
Где-то посередине находится точка пересечения, где ваш пилот (человек или компьютер) может начать рассматривать пространство между космическим кораблем и станцией как «плоское» и игнорировать гравитационный градиент. Я полагаю, что подход и процесс стыковки с настоящей МКС , который является более сложным, чем то, о чем я сейчас расскажу, определяет ряд «точек удержания», начиная с расстояния около 250 м, где градиент составляет около 0,6 мм/с 2 ; чтобы точка удержания имела смысл, градиент должен быть достаточно мал, чтобы вы не тратили много топлива на борьбу с ней.
Основная идея заключается в том, что если вы можете добраться туда в пределах небольшой части орбиты, орбитальная динамика не имеет никакого значения. Вы находитесь достаточно близко, чтобы два космических корабля находились на одной орбите. Поскольку низкая орбита длится 90 минут или около того, если вы можете добраться туда за 5 минут, вам не нужно беспокоиться о том, что делает гравитация. Если вы сможете приблизиться как в пространстве, так и по скорости в течение 5 минут, гравитация не будет иметь значения в следующие 5 минут. Вы будете использовать больше топлива, чем идеальная переходная орбита, но в любом случае это не так много топлива. Вы доберетесь туда намного быстрее, так как вам не придется ждать полвитка, 45 минут или около того, чтобы гравитационные различия вступили в силу.
Ильмари Каронен
Адам