Полярная орбита Земли на полярную орбиту Луны

Предположим, вы хотите выйти на полярную орбиту вокруг Луны, начиная с НОО. Не лучше ли начать с полярной орбиты вокруг Земли? «Лучше» означает использование меньшего количества топлива, более частые окна запуска и т. д.

При полете на Луну окна запуска отсутствуют, как на Марсе. Находясь на орбите вокруг Земли, некоторые моменты запуска могут быть более удобными, чем другие, но не более того.
На экваториальной орбите оптимальное трансферное окно происходит один раз за орбиту. Полярная орбита должна будет дождаться, пока Луна выровняется с ее собственной орбитой, поэтому переходные окна будут случаться только два раза в месяц.
Будете ли вы экономить топливо, будет балансом между тем, сколько топлива вы используете, регулируя наклонение орбиты после достижения Луны, и тем, сколько топлива вы экономите, запуская с вращением Земли, а не перпендикулярно ей.
@vincentb, не могли бы вы рассказать об этом подробнее? Не уверен, что понимаю.

Ответы (1)

Если вы уже находитесь на низкой околоземной орбите, при старте с полярной орбиты прирост топлива будет незначительным. Однако возможные трансферные окна значительно сокращены до двух в месяц (одна лунная орбита) по сравнению с каждые 90 минут. (одна орбита космического корабля)

Эффективность топлива

Перевод

Можно предположить, что именно здесь можно было бы добиться больших успехов, начав с полярной орбиты. Но это не имеет такого большого влияния, как можно было бы ожидать.

Поскольку НОО и орбита Луны очень далеки друг от друга, <2 000 км и 385 000 км соответственно, небольшое изменение наклона стартовой орбиты приведет к большому изменению на Луне. Это означает, что вам не нужно находиться на полярной орбите вокруг Земли, чтобы попасть на полярную орбиту к Луне.

Я не буду заниматься математикой, но держу пари, что разница в требуемом delta-v , когда вы начинаете с полярной орбиты или орбиты, которая находится в той же плоскости, что и Луна, составляет менее 1%. (Луна вращается с наклонением 5,15°)

Запуск

Хотя это не было частью вопроса, я думаю, что это важно упомянуть. Для запуска на полярную орбиту требуется значительно больше топлива, чем на экваториальную орбиту. Это потому, что когда вы выходите на экваториальную орбиту, вы запускаетесь в том же направлении, что и вращение Земли, фактически получая небольшое увеличение вашей скорости.

Когда вы выходите на полярную орбиту, вы не получаете этого преимущества, даже наоборот. Вы уже вращаетесь вместе с Землей, поэтому вам нужно отменить эту скорость, чтобы выйти на полярную орбиту.

Трансферные окна

Чтобы переместиться на Луну, вам нужно правильно рассчитать время вашего перевода. Чуть раньше на своей орбите вы окажетесь позади Луны, немного опоздаете и окажетесь слишком далеко впереди.

транслунная инъекция https://en.wikipedia.org/wiki/Trans-lunar_injection

На орбите, которая находится в той же плоскости, что и Луна, оптимальное окно перехода будет происходить один раз за орбиту космического корабля.

На полярной орбите вы не можете выбрать запуск позади или впереди Луны, начав переход раньше или позже на своей орбите, потому что ваша орбитальная плоскость перпендикулярна Луне. Это означает, что трансферные окна будут случаться только два раза в месяц. Один раз на «подъеме» вашей орбиты и один раз на «падении».

+1Я думаю, что это отличный ответ! Будучи человеком, не просветленным в KSP, я нашел ваше объяснение и изображение особенно полезными, чтобы представить ситуацию в Aha! как-то так, спасибо.
Я думаю, стоит упомянуть, что запуск на полярную орбиту требует значительно больше топлива, чем на экваториальную орбиту, только если у вас есть свободный выбор стартовых площадок и запуск с экватора. Выход на экваториальную орбиту с космодрома в более высоких широтах непомерно дорог, поэтому ракеты, запускаемые, скажем, из России, застревают на «полярных» орбитах. Вот почему в любом случае можно использовать полярный перенос.
Полярная орбита Земли на полярную орбиту Луны
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v