Получают ли ракеты, направляющиеся к МКС, выгоду от вращения Земли?

Ракета на стартовой площадке движется на восток вместе с остальной Землей, вращаясь вокруг своей полярной оси.

Это означает, что при запуске ракета уже имеет значительную восточную составляющую скорости: ~460 м/с.

Это значение:

2 π × 6 , 378 , 000  м 24 × 60 × 60  с

где большое число — радиус Земли в метрах, а знаменатель — сутки в секундах.

Это около 5% от дельта-V, которую должна получить типичная ракета, чтобы достичь низкой околоземной орбиты (НОО). Это полезно, если вы можете запустить прямо на восток.

Но если вы направляетесь к МКС с наклонением ее орбиты 51,6 градуса, разве вы обычно не поворачиваетесь к наклонению цели сразу после запуска, чтобы избежать дорогостоящего орбитального перехода?

Означает ли это, что вы не сможете в полной мере воспользоваться бесплатной дельта-V Земли во время запуска?

Надеюсь, вы не возражаете, я добавил немного MathJax к вашему выражению. Технически мы должны делить на звездные сутки 23 часа 56 минут 4 секунды = 86 164 секунды, а не на солнечные сутки, потому что это фактический период вращения Земли. Разница примерно 0,3%.

Ответы (1)

Чтобы получить максимальную выгоду от вращения Земли, вам нужны две вещи:

  1. Старт как можно ближе к экватору.
  2. Старт как можно ближе к востоку.

Первая часть довольно проста. Скорость вращения пропорциональна потому что ⁡ ( л а т я т ты д е ) , таким образом, Гвианский космический центр получает более 99% эффекта, Космический центр Кеннеди — около 88%, а космодром Байконур — около 70%*.

Вы сделали замечание по поводу второй части. Запуск на наклонную орбиту от экватора не дает вам полного преимущества вращения Земли, так как вы больше не запускаете прямо на восток. При запуске с экватора был бы еще один коэффициент масштабирования потому что ⁡ ( я н с л я н а т я о н ) .

Так что же происходит, когда вы пытаетесь запустить прямо на восток с какой-либо широты, отличной от экватора?
Вы выходите на наклонную орбиту! В момент обращения непосредственно над стартовой площадкой спутник не движется ни на север, ни на юг, он должен находиться в самой дальней точке от экваториальной плоскости.
Наклонение орбиты = широта запуска , при запуске прямо на восток, получая максимально возможное преимущество от вращения Земли.

Таким образом, у каждой стартовой площадки есть свой оптимальный угол наклона, соответствующий их широте, при котором они могут выйти в космос с минимально возможной дельта-v. Нацеливание на другой угол будет стоить некоторого дополнительного дельта-V из-за того, что они не смогут запустить прямо на восток.

Наклон МКС был выбран таким, чтобы до нее было легко добраться с Байконура. Как вы заметили, космодромы на других широтах должны будут заплатить дополнительную стоимость дельта-v, чтобы добраться до него.

орбита МКС

*Или на практике 62% из-за необходимости избегать приземления отработавших ступеней ракеты над Китаем.

Получают ли ракеты, направляющиеся к МКС, выгоду от вращения Земли?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v