Орбитальное рандеву с двигателями малой тяги?

Трансфер Хомана достаточно ясен; Ускоряйтесь на своей (круговой) орбите в нужное время, поднимая апоапсис до тех пор, пока он не встретится с целевой орбитой. Оказавшись там, зажгите снова, чтобы поднять перицентр — совпадая с целевой орбитой и, как результат, со скоростью вашей цели. Если вы правильно выбрали момент, вы действительно близки к цели и готовы к последнему заходу на посадку и операциям сближения. Единственная действительно сложная часть — найти правильный момент для начала, чтобы в тот момент, когда вы находитесь в новом перицентре, цель тоже была там.

Итак, как осуществляется орбитальный переход, если поднять апоапсис не так-то просто за одно короткое аккуратное включение? Скажем, вы используете ионный двигатель, которому потребуется два часа для создания дельта-v, необходимой для переходной орбиты Хомана, а весь ваш орбитальный период в настоящее время составляет сорок минут?

Ответы (1)

Вы можете менять орбиты, медленно разворачиваясь по спирали, но тогда это уже не переход Хомана. В крайнем случае очень низкой тяги это будет означать, что ваша орбита всегда будет почти круговой. Вы также сожжете больше дельта-v, чем при передаче Хомана, потому что в среднем вы добавляете орбитальную энергию, а ваша скорость ниже.

Википедия говорит следующее:

Можно показать, что переход с одной круговой орбиты на другую с постепенным изменением радиуса стоит дельта-v просто абсолютного значения разницы между двумя скоростями....

Такой маневр с малой тягой требует большего дельта-v, чем маневр Хомана с переходом на 2 горелки, требующий большего количества топлива для данной конструкции двигателя. Однако, если в миссии требуются только маневры с малой тягой, то непрерывная работа двигателя с малой тягой, но с очень высоким КПД (высокая эффективная скорость выхлопа) может генерировать это более высокое дельта-v, используя меньшую массу топлива, чем двигатель с большой тягой. двигатель, использующий более эффективный передаточный маневр Хохмана.

Переходная орбита с использованием электрических двигателей или двигателей малой тяги оптимизирует время перехода для достижения конечной орбиты, а не дельта-v, как на переходной орбите Хомана. Для геостационарной орбиты начальная орбита задается сверхсинхронной, и за счет непрерывного тяги в направлении скорости в апогее переходная орбита преобразуется в круговую геосинхронную. Однако для достижения этого метода требуется гораздо больше времени из-за малой тяги, выводимой на орбиту.

Мне было интересно узнать о многократных ускорениях вблизи перицентра. Это заняло бы много времени, так как период увеличения орбиты увеличивается, и вычисление правильного времени для встречи было бы кошмаром, но это должно быть выполнимо.
Ускорение только в периапсисе должно давать такое же требование дельта-v к переносу Хомана, поскольку энергия добавляется с той же скоростью, но что касается расчета времени, вы достигли предела моих (в основном полученных из космической программы Кербала) знаний. Я предполагаю, что для груза, для которого дельта-v дорог даже для двигателя малой тяги, но не требует доставки в сжатые сроки (много тонн платиновой руды, добытой на астероиде?), перицентральные удары могут быть оптимальным маневром .
Этот ответ вообще не касается вопроса о рандеву , который, кажется, является основной частью вопроса.
Крис, это хорошая мысль. Я предположил, что речь идет об орбитальном переходе, основываясь на вопросе: «Как же осуществляется орбитальный переход, если поднять апоцентр невозможно за один короткий аккуратный прогон?» но я постараюсь расширить этот ответ, включив в него различия в методах рандеву.
Орбитальное рандеву с двигателями малой тяги?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v