Входят ли исследовательские космические аппараты в атмосферу Марса против вращения Марса или в том же направлении?

Всегда полезно войти в атмосферу планеты с соответствующим вращением.
В случае с Землей разница составляет довольно большую эффективную скорость полета 920 м/с между повторным входом в прямое или ретроградное движение.

С Марсом эффект меньше, но все же сильный, с разницей примерно в 485 м/с.

Даже на Луне это имеет значение, но настолько незначительное, что его почти не замечают. Всего 9 м/с. Для Луны параметры орбиты и линии связи значительно перевешивают направление сближения.

Не существует закона, согласно которому каждый зонд должен пользоваться этим эффектом, и действительно, для некоторых зондов, направляющихся в полярные регионы, этот эффект совершенно не имеет значения. Но, как правило, да. Марсианский посадочный модуль всегда будет входить в свою атмосферу, продвигаясь к планетарному вращению.

Космический корабль будет стремиться выйти на орбиту против часовой стрелки, если смотреть из северного полушария. Это связано с тем, что большинство объектов Солнечной системы вращаются вокруг своей оси, за исключением Венеры, Урана и нескольких астероидов. Таким образом, движение в направлении вращения уменьшит требуемую потерю скорости, тогда как выход на орбиту по часовой стрелке увеличит ее.

Однако это не окончательное правило, вполне возможно войти по часовой стрелке, если теплозащитный экран способен выдержать дополнительную потерю скорости или даже через полюса на полярную орбиту с промежуточным изменением скорости, если это необходимо, и это имеет преимущества от съемки. перспектива, поскольку всю планету можно увидеть прямо сверху в какой-то точке орбиты.

Смотрите также ответы на

• Насколько вращение Земли влияет на повторный вход в атмосферу и можем ли мы пойти против него?
• Когда предметы приземляются на Марсе, какую долю своей скорости они поглощают за счет движения вперед?
• Разница во входе в атмосферу для Земли и Марса
• Были ли попытки посадки на Марс без теплозащитного экрана абляционного типа? (спросил только что)

Ответы на вопрос: Какие аспекты нагрева при повторном входе «масштабируются в 8-й степени»? включая мой излишне заниженный ответ, объясняют, что радиационный нагрев от горячей плазмы космического корабля является чрезвычайно сильной функцией относительной скорости между космическим кораблем и атмосферой, которая вращается вместе с остальной планетой.

10-процентная разница в скорости входа может удвоить радиационную тепловую нагрузку на космический корабль, входящий в атмосферу Марса ($1.1^8=2.14$).

Стандартный гравитационный параметр Марса$GM$составляет 4,2828E+13 м^3/с^2, а орбита Марса длиной 111 км имеет радиус 4000 км. Орбитальная скорость

а скорость вращения атмосферы на этой высоте составляет около 241 м / с, поэтому отношение прямого и обратного радиационного нагревания будет

а это большая разница!

Радиационный нагрев является огромной проблемой, поэтому абляционные теплозащитные экраны постоянно испаряются, образуя слой газа, несколько непроницаемый для теплового инфракрасного света, излучаемого плазмой, так что большая его часть никогда не достигает космического корабля, но ничто не является эффективным на 100%, поэтому вы Я все еще хотел бы свести нагрев к минимуму, войдя в атмосферу с минимально возможной относительной скоростью.

Обратите внимание, что, как и космический шаттл, космический корабль SpaceX , который планируется приземлиться на Марс, будет использовать керамическую плитку , а не абляционный тепловой экран, поэтому внешние поверхности плиток будут подвергаться непосредственному полному радиационному нагреву.

Плитки будут (надеюсь) иметь высокую отражательную способность для теплового инфракрасного излучения и низкую теплопроводность, так что тепловая нагрузка на структуру корабля за плитками будет низкой. Он также будет использовать аэродинамические плавники, чтобы несколько уменьшить скорость снижения, чтобы он мог сбрасывать большую скорость, прежде чем достичь более плотных частей атмосферы.

Тем не менее, без абляционного теплозащитного экрана, блокирующего радиационный нагрев, он, безусловно, выиграет от уменьшения относительной скорости входа с вращением атмосферы Марса, а не против него.

Источник: Лекция № 1: Нагрев точки застоя