Запуск на восток с горы на экваторе в полночь во время новолуния; ранжирование каждого вклада?

Этот ответ интригует, и мне любопытно, верен ли он, и особенно какие эффекты наиболее важны.

Если вы хотите избежать помощи гравитации, самый экономичный способ покинуть Солнечную систему — это запустить прямо на восток со стартовой площадки в Эквадорских Андах, где-то до местной полуночи 4 июля, когда будет новолуние. Это дает вам максимально возможную выгоду от движения Земли, оставляя только около 12 000 м/с дельта-V, необходимых сверх скорости убегания Земли.

Разбивая это:

  1. запуск строго на восток
  2. место в Эквадорских Андах
  3. где-то до местной полуночи
  4. 4 июля
  5. когда будет новолуние

Как они ранжируются с точки зрения вклада в снижение дельта-V до скорости убегания из Солнечной системы? Связаны ли числа 4 и 5 с мгновенной скоростью Земли или с сокращением гравитационного колодца?

Полночь 4 июля в новолуние: максимальная видимость фейерверков
4 июля — афелий; скорость Земли относительно Солнечной системы минимальна. Если ответ правильный (в чем я не сомневаюсь), уменьшение скорости убегания Солнца из-за расстояния больше, чем уменьшение орбитальной скорости. Эта математика не кажется слишком сложной.
Поскольку Земля и Луна вращаются вокруг своего общего центра масс, в новолуние Луна движется с самой низкой относительно солнечной скоростью за месяц, поэтому Земля движется с наибольшей скоростью.

Ответы (1)

Разбивая это:

  1. запуск строго на восток
  2. место в Эквадорских Андах
  3. где-то до местной полуночи
  4. 4 июля
  5. когда будет новолуние
  1. Старт строго на восток.
    За исключением стартовых площадок, которые не могут быть запущены строго на восток из-за того, что неудачный запуск не приведет к попаданию обломков в какую-либо другую страну, это направление является предпочтительным. При запуске на восток используется восточная скорость, обеспечиваемая вращением Земли. На экваторе эта добавленная скорость составляет примерно 465 метров в секунду по Δv. Преимущество запуска строго на восток по сравнению с запуском строго на запад по экватору составляет около 930 метров в секунду.

  2. Место в Эквадорских Андах.
    Здесь есть два фактора: экваториальная стартовая площадка и высотная стартовая площадка. Низкая широта имеет большой выигрыш при запуске на восток; эффект зависит от косинуса широты. Высота не покупает так много. Подумайте об этом так: Европейское космическое агентство запускает из Гвианского космического центра, расположенного на 5,2° северной широты на уровне моря. США запускаются на восток из Космического центра Кеннеди, 28,5° северной широты на уровне моря. SpaceX разрабатывает стартовую площадку в Бока-Чика, штат Техас, на 26 северной широте на уровне моря. Логистические проблемы и отсутствие попадания обломков из-за неудачного запуска на людей (особенно людей в другой стране) значительно перевешивают увеличение высоты. Выгода от запуска с высоты 6263,47 метра (высота Чимборасо) по сравнению с уровнем моря составляет около 248 метров в секунду.

  3. Где-то до местной полуночи.
    Что более важно, так это направление, в котором транспортное средство покидает гравитационный колодец Земли. Если предположить, что транспортное средство не находится на низкой околоземной орбите, запуск до местной полуночи имеет огромное преимущество перед запуском до местного полудня со скоростью около 60 километров в секунду.

  4. 4 июля.
    Это ровно наоборот. 4 июля — это когда Земля находится в афелии. Это когда Земля находится дальше всего от Солнца, но также и тогда, когда орбитальная скорость Земли по отношению к Солнцу наименьшая. Третье января было бы лучшим выбором. Это преимущество большей орбитальной скорости по отношению к Солнцу перевешивает недостаток большей скорости убегания благодаря эффекту Оберта . Это небольшой эффект, около 290 метров в секунду для 3 января по сравнению с 4 июля.

  5. Когда будет новолуние.
    Это использует орбиту Земли вокруг центра масс Земля-Луна. Это небольшой эффект, около 25 метров в секунду для запуска в новолуние по сравнению с запуском в полнолуние.

Очевидный победитель - «где-то до местной полуночи» с его преимуществом в 60 километров в секунду (60000 метров в секунду) по сравнению с запуском где-то до местного полудня. Другие эффекты малы по сравнению с этим; ни один из них не превышает километр в секунду. Запуск прямо к востоку от экватора занимает второе место. Запуск в перигелий (3 января, а не 4 июля) занимает третье место, а запуск на высоту - четвертое. Запуск во время новолуния — настолько незначительный эффект, что вряд ли стоит его упоминать.

Большой! Спасибо! Было очень запутанно, что вы изменили единицы измерения для № 3. Я был удивлен, что он был самым маленьким, пока я не добрался до последнего абзаца.
Это действительно здорово, спасибо! Но у меня было время понять #3; Почему направление важно? (не уходит ли траектория несколько к Солнцу после перигелия?) 60 км/с - опечатка?
@uhoh - Запуск незадолго до местного полудня приведет к тому, что дельта v будет направлена ​​​​против орбитальной скорости Земли. Чтобы убежать в этом направлении, потребуется отменить орбитальную скорость Земли (30 км / с) и добавить еще 42 км / с, чтобы достичь скорости убегания, всего 72 км / с. Уход в направлении вектора орбитальной скорости Земли требует лишь дополнительных 12 км/с сверх 30 км/с, которые аппарат получает бесплатно. Так что нет, 60 км/с не опечатка.
хорошо, я на полпути, утром проверю, спасибо.
@uhoh, если вы запускаете в солнечный полдень, у вас есть два плохих выбора: вы можете запускать на запад, что сохраняет преимущества «Земной орбиты» и «новолуния», но стоит вам вращения Земли, или вы можете запускать на восток, что сохраняет преимущество вращения, но стоит вам преимуществ «орбиты Земли» и «новой луны».
@Марк с пользой для сна и утреннего кофе, кажется, я вижу. "Предположим, что аппарат не находится на низкой околоземной орбите..." означает запуск в заданном направлении (место старта на восток, вверх или запад), а затем продолжить ускорение в этом направлении (инерционная система отсчета солнечной системы), как я делал здесь и здесь . . Да, я получил это сейчас.