Телепортация объекта на геостационарную орбиту

Предполагая, что был найден метод телепортации объектов, причем на огромном расстоянии, если объект был телепортирован с поверхности в место на нужной высоте (Википедия говорит о 42 164 км от центра тяжести Земли, если я правильно читаю ) и прямо над точкой своего происхождения и сохраняя весь импульс, выйдет ли он на геостационарную орбиту? Импульс, передаваемый от его поверхностной скорости, должен быть в точности равен скорости объекта на геосинхронной орбите, если я правильно понимаю орбитальную механику, и, таким образом, он должен находиться на геостационарной орбите.

Телепортация объекта в место, расположенное ближе к Земле, должна привести к тому, что он окажется в апоапсисе эллиптической орбиты и вернется обратно к Земле, и, если он будет телепортирован достаточно низко, он в конечном итоге столкнется. Дальнейшая телепортация объекта приведет к тому, что он окажется в перицентре эллиптической орбиты, и, если телепортироваться достаточно далеко, он фактически покинет земную орбиту.

Этот вопрос возник в результате того, что я обдумывал концепцию дизайна для игры с большим количеством физики, включающей космические путешествия и, в конечном счете, технологии будущего, и пытался понять, как все эти различные типы научно-фантастических технологий будут на самом деле взаимодействовать с орбитальной механикой.

Астрономия и миростроительство
Телепортация объекта на любую заданную орбиту при сохранении импульса ничем не отличается от телепортации вашего объекта в положение на несколько футов выше головы главного героя. Что будет дальше? Гравитация берет верх.
@Saiboogu Вы правы в том, что «гравитация берет верх», но имейте в виду, что вращение по орбите, по сути, падает, но постоянно отсутствует. Если ваш поступательный импульс достаточен, вы должны «упасть» из-за гравитации, но все же промахнуться и выйти на орбиту. К сожалению, похоже, что скорость поверхности Земли недостаточна для выхода на круговую орбиту в пределах SOI, хотя она может выйти на эллиптическую орбиту. Я до сих пор не уверен.
Сначала играйте в KSP как минимум еще год. Нажмите на индикатор скорости, чтобы переключиться между поверхностью, орбитой и целью: относительные скорости.
По крайней мере, вы немного подумаете, прежде чем пытаться телепортироваться, и спросите, если не уверены ;-). Большинство этого не делает, и именно поэтому мы так мало слышим об этом.
Будет ли комбинация телепортации достаточно далеко (возможно, в какую-то точку Лагранжа) и медленного, но экономичного двигателя (например, ионного двигателя) для дополнительного ускорения?
@PeterMasiar В любом случае, принцип телепортации в место, чтобы сэкономить на взлете Delta-V и Delta-V, необходимых для достижения более высокой орбиты, по-прежнему действует. Если вы телепортируетесь с поверхности в точку в космосе с Земли, вы все еще движетесь со скоростью ~460 м/с и можете использовать это как отправную точку для выхода на круговую орбиту. Изменяя параметры вашего телепорта, вы можете фактически телепортироваться в место перед вашим апоцентром, чтобы дать себе время для кругового движения.

Ответы (3)

Боюсь, вы не правы. Объект на экваторе Земли имеет скорость ~460 м/с. Спутник на геостационарной орбите имеет скорость ~3000 м/с.

Вас может смутить тот факт, что оба объекта завершают «орбиту» за 24 часа. Но учтите тот факт, что за это время спутник проходит значительно большее расстояние.

И когда я прочитал ответ, я понял, какую ошибку совершил. Объект на геосинхронной орбите имеет нулевую «поверхностную скорость», потому что он остается над тем же местом, но орбитальная скорость все еще намного выше. Теоретически, если бы объект был телепортирован достаточно высоко, вышел бы он на орбиту, поскольку объекты на более высоких орбитах действительно имеют меньшие скорости?
Орбитальная скорость Луны составляет около 1000 м/с, поэтому теоретически может быть орбита Земли дальше, чем скорость 460 м/с. Но я парень с НОО... не знаю, каким возмущениям подвержены такие высокие орбиты.
Мои исследования на данный момент показывают, что, в принципе, более быстро вращающаяся планета (или планета с большей гравитацией) может допустить это явление, но на основе указанного в Википедии SOI для Земли в 924 000 км и расчетной земной орбиты CalcTool для достижения орбитальной скорости 460 м/с около 1 870 000 км, это было бы невозможно на Земле, так как вы были бы далеко за пределами SOI.
@ Darinth Да, на геостационарной орбите скорость на поверхности равна 0, орбитальная скорость больше, чем на поверхности. Поверхностная скорость на самом деле просто ∆(вращательная), и они имеют одинаковую скорость вращения, но это не переносится с вашим «телепортом».
@PeterCordes Я думаю, вы не принимаете во внимание, что орбитальная скорость уменьшается с расстоянием. Объект может двигаться по поверхности планеты достаточно быстро, чтобы находиться на стабильной орбите, если бы он находился достаточно высоко, но не на низкой орбите или достаточно, чтобы его выбрасывало на орбиту. Луна имеет среднюю орбитальную скорость всего около 1000 м/с, этого недостаточно, чтобы достичь НОО, но достаточно, чтобы оставаться на стабильной орбите дальше.
@ Darinth: о, да, я. Толчок вперед переводит вас на более высокую орбиту, но эта энергия идет на гравитационное PE, а не на орбитальную скорость KE. Я думал, что более высокие орбиты имеют немного более высокую линейную скорость и только меньшую угловую скорость. Но нет, у них и медленнее линейная скорость. Удалил свой пред. комментарий.
Интересно, является ли результирующая эллиптическая орбита «стабильной» в том смысле, что она не пересекает атмосферу.
Пока телепорт «сохраняет импульс», он может вместо этого поддерживать угловую скорость.

Как указывает Organic Marble, у вас будет недостаточная орбитальная скорость.

Однако, даже если вы не увеличили орбитальную скорость с помощью телепорта, вы увеличили орбитальную энергию за счет увеличения высоты.

Если ваша игра позволяет телепортировать объект во второй раз, вы все равно можете выйти на геосинхронную орбиту, позволяя объекту падать на землю, пока его скорость не увеличится примерно до 3070 м/с, а затем снова телепортировать его обратно на 35 786 км над экватором на правильную фазу, чтобы его скорость была касательной к целевой геостационарной орбите.

С другой стороны, учитывая, что эта телепортационная машина может каким-то образом значительно увеличить гравитационную потенциальную энергию объекта, я не вижу веских аргументов (кроме «телепортации не существует», которую мы уже приостановили), что она не может также увеличить кинетическую энергию объекта. и телепортироваться прямо на нужную орбиту с нужной скоростью.

И это отличный пример эмерджентного геймплея, за которым будет интересно наблюдать. Один телепорт, чтобы попасть в космос, затем использовать гравитацию, чтобы разогнать объект до орбитальной скорости и занять нужное положение.

Чтобы иметь скорость 460 м/с на круговой орбите, объект должен был бы вращаться вокруг Земли на высоте 1,9 миллиона километров. Которая находится за пределами земной горной сферы, поэтому солнце вырвет ее из-под влияния Земли, и она будет находиться на гелиоцентрической орбите.

Если у вас перигей 300 км, эллиптическая орбита с апогеем 150 000 км будет двигаться со скоростью около 460 м/с в апогее.

Спасибо! Я не был уверен, как рассчитать, в каком апогее/перигее вы окажетесь при разных стартовых скоростях и точках. Таким образом, кажется, что создание эллиптической орбиты с использованием одного телепорта на высоте около 150 000 км над вашей точкой происхождения возможно.
Телепортация объекта на геостационарную орбиту
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v