Почему так долго лететь до МКС?

Я не понимаю, почему при первом запуске капсуле Space X Dragon пришлось много раз вращаться вокруг Земли, чтобы совпасть с МКС ? Было ли это сделано исключительно для того, чтобы соответствовать его скорости, или чтобы приблизиться (как по высоте) к МКС?

На этапах, когда он достигает около 200 м, казалось, что он может подняться прямо к МКС, но почему он не может сделать это на всем пути?

(Кроме того, в научно-фантастических фильмах вы видите шаттлы меньшего размера, способные летать прямо к космическим станциям на орбите, если путешествие невозможно?)

Я думаю, что это отчасти из соображений безопасности, медленно совмещая орбиты, вы можете делать небольшие поправки вдали от станции, а не запускать двигатели в непосредственной близости.
Вы наверное имеете в виду 200 км?
Нет, я имел в виду 200 м от станции.

Ответы (1)

В космосе ты не просто «идешь куда-то». Вы должны соответствовать орбитам, не тратя при этом слишком много топлива.

Если вы находитесь на низкой круговой орбите и хотите перейти на высокую круговую орбиту, потребуется два тангенциальных прожигания: одно, чтобы удлинить вашу орбиту в эллипс, и другое в верхней точке эллипса, чтобы снова сделать ее круговой. . Это называется передачей Хохмана . Возможно, вам придется сделать это несколько раз, в зависимости от того, сколько у вас силы тяги.

Если ваша орбита находится в плоскости, отличной от орбиты космической станции, вам нужно подождать, пока вы не достигнете плоскости другой орбиты, а затем сделать боковой прожиг. Возможно, вам придется сделать это несколько раз, чтобы достаточно изменить угол вашей орбиты, и каждый раз вам придется ждать еще одну половину орбиты.
РЕДАКТИРОВАТЬ: чтобы дать некоторое представление об этом, если ваша орбита пересекает плоскость другой орбиты под углом 10 градусов, это означает, что вы пересекаете эту плоскость со скоростью около одной мили в секунду. (Орбитальная скорость умножается на sin(10 градусов).) Если ваш ракетный двигатель создает тягу 1G, вам нужно запустить его около 2,5 минут, чтобы выровняться с этой плоскостью. (5280/32/60)

ПЕРЕСМОТРЕННАЯ ВЕРСИЯ: Если вы находитесь на той же орбите, что и пункт назначения, но на некотором расстоянии от него (скажем), вы можете догнать его, перейдя на более низкую орбиту с помощью перехода Хомана с большей угловой скоростью, а затем еще один такой переход. вернуться на исходную орбиту. Это называется фазированием орбиты . Если вы просто ускоряетесь к объекту, это приведет вас к орбите, которая поднимается над целью, а затем в конечном итоге отстает, потому что это более высокая орбита.

+1 Очень познавательно. Если я вас правильно понял, то решается радиальный ожог при понижении орбиты и тангенциальный ожог при подъеме орбиты. Почему это так?
@Pygmalion: Это зависит от формы и уровня энергии, которые вы хотите иметь на своей орбите. Каждая орбита представляет собой эллипс с осевой линией, соединяющей его верхнюю и нижнюю точки. Если при пересечении этой линии вы сожжете по касательной, новая орбита будет иметь ту же осевую линию. Когда вы сжигаете радиально или по касательной, но не по линии или под некоторым углом между ними, осевая линия занимает новый угол, поэтому ваши высокие и низкие точки перемещаются.
@JCLeitão: Кажется, я помню, что астронавты практиковали это, ездя по кругу на джипах.
@MikeDunlavey: в настоящее время вы можете практиковать это дома, загрузив один из множества реалистичных космических симуляторов, многие из которых бесплатны.
@LieRyan: Не знал этого. Звучит забавно. Я просто чудак, который оказался в Лаборатории Приборов во время Аполлона, а позже во время Шаттла.
Джипы? да, но разве Олдрин тоже не делал свою докторскую диссертацию именно по этой орбитальной механике?
@EmilioPisanty: Если ты так говоришь, я в это верю. Есть большая разница между кучей уравнений и интуицией, если ваше маленькое «я» там, наверху, в банке.
Ну, википедия так говорит, так что я в это верю. И да, это определенно стоит того, чтобы иметь как можно больше интуиции.
Могу порекомендовать два симулятора космических полетов из личного опыта. Во- первых, это Orbiter ( orbit.medphys.ucl.ac.uk ), который является бесплатным, очень подробным и точным, но также требует довольно крутой кривой обучения. Но как только все «щелкает», это впечатляющий опыт. Менее серьезной является Kerbal Space Program ( kerbalspaceprogram.com ), коммерческая игра, которая сейчас находится в разработке. Это в основном лего с ракетами, очень мультяшное/милое, но орбитальная физика довольно реалистична. Обе программы имеют очень активные сообщества разработчиков модов и дополнений.
Обратите внимание, что при запуске вы ДОЛЖНЫ изменить свою орбиту на первой орбите, иначе вы вернетесь обратно к своей точке запуска, что было бы прискорбно, если вы не межконтинентальная баллистическая ракета.
@DewiMorgan Большинство школ военной тактики / стратегии выступают против запуска межконтинентальных баллистических ракет на ваших собственных стартовых площадках.
@ Арон - Ха-ха, правда. Но запуск межконтинентальной баллистической ракеты на орбиту, на которой она столкнулась бы с местом запуска, если бы на пути не было планеты, означает, что вы можете просто запустить ее по правильной баллистической траектории и поразить желаемую цель. Если подумать, то же самое можно сказать и о бросании камней.
@DewiMorgan технически вы говорите о выводе на орбиту. Кроме того, это было бы верно только в том случае, если мы игнорируем вращение планеты...>_<
@Dewi: плоскость орбиты любого спутника неподвижна, а место запуска движется на восток, поэтому он находится под орбитой дважды в день, если орбита достаточно наклонена.
Почему так долго лететь до МКС?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v