Гэты урок быў напісаны членам каманды Local Solar System Foundation і мог быць удасканалены кваліфікаваным рэцэнзентам. Вы кваліфікаваны ў гэтай тэме?
Гэта найбольш цікавае правіла орбітальнага палёту: каб наблізіцца, трэба спыняцца, а калі падымацца вышэй, то прыбягаць да хуткасці, пасля чаго можна павольней. У 1925 годзе Вальтэр Хоман, нямецкі інжынер-будаўнік, распрацаваў найменш дарагі спосаб перамяшчэння паміж двума кругавымі арбітамі. Усе астатнія сусветныя геаграфічныя назвы былі выкарыстаны ў далейшым.
У выніку ён стаў больш хуткім і больш дакладным, чым раней.
Паглядзець
- Burn 1, forwards. Дадатковая хуткасць не робіць спадарожнік хутчэй па кругу: яна расцягвае круг у эліпс. У верхняй частцы сцяны знаходзіцца ўваход, а ў ніжняй — дзверы на другі паверх.
- Coast. Пачатак арбіты без рухавіка. Сатэліт падымаецца і, як мяч, які кідаецца ўверх, запавольвае як гэта ідзе.
- Запісаць 2, зноў наперад. На вяршыні ён занадта павольны, каб заставацца там і будзе адступаць назад. Другі штуршок дае магчымасць ажыццявіць кругавую арбіту на новай вышыні.
З 300 км да геастацыянарнай арбіце два выбухі сумуюць каля 3,9 км/с, і падарожжа займае каля 5 гадзін 17 хвілін.
Паразумець
Хуткасць у любой кропцы арбіты вызначаецца з vis-viva: v = √(μ(2/r − 1/a)). Транзітны эліпс Хомана датычыць абодвух акружнасцяў, таму яго вялікая паўвось a_t = (r₁ + r₂)/2.
| Радыўс (км) | Хуткасць (км/ с) | |
|---|---|---|
| Круговая на адлегласці 300 км | 6,678 | 7.73 |
| Перадача, нізкая кропка | 6,678 | 10.15 |
| Перанос, вышэйшая кропка | 42,164 | 1.61 |
| Цыркулярная, геастацыянарная | 42,164 | 3.07 |
Burn 1 = 10.15 − 7.73 ≈ 2.43 km/s. Burn 2 = 3.07 − 1.61 ≈ 1.47 km/s. The coast is half the transfer ellipse’s period: π√(a_t³/μ) ≈ 5.3 hours.
(Пры рэальных геастацыянарных запусках таксама трэба змяняць наклон арбіты ад шыраты стартавага месца да экватара, што каштуе больш; запуск каля экватара эканоміць паліва.)
Галоўны
Δv₁ = √(μ/r₁)·(√(2r₂/(r₁+r₂)) − 1), Δv₂ = √(μ/r₂)·(1 − √(2r₁/(r₁+r₂)))
The Hohmann transfer is the minimum two-impulse transfer between coplanar circular orbits, as long as r₂/r₁ < 11.94. За межамі гэтага суадносін бі-эліптычны перанос (тры запісы, якія праходзяць па-за мэтай) каштуе менш Δv, але патрабуе значна больш часу.
Выкарыстанне найменшай магутнасці таксама з’ яўляецца самым эфектыўным спосабам дадання энергіі: Эфект перавышэння значыць, што дадзеная Δv змяняе энергію арбіты найбольш у тым месцы, дзе касмічны апарат рухаецца найхутчэй, бо Δε ≈ v· Δv.
Паспрабуйце
Выкарыстоўвайце vis-viva, каб праверыць хуткасць у верхняй частцы перадачы: μ = 398600 км³/с², r = 42164 км, a = 24421 км. Затым параўнаць яе з кругавой хуткасцю на адлегласці 42164 км.
Вельмі добра. Вынікі — гэта тое, што прымушае вучыцца.
Хуткі тэст
3 хуткія пытанні. Выберыце адказ, каб паглядзець, ці правільны вы.
-
Для дасягнення вышэйшай кругавой арбіты, першая запалка:
- A Прама ўверх
- B Наперад, прыгажэць
- C Назад, запавольваючы
- D З боку, з- за плоскасці арбіты
Паказаць адказ
B. Наперад, прыгажэць
-
Падчас плавання паміж двума выбухамі, спадарожнік:
- A Прыцягвае пры пад' ездзе
- B Павольней падчас узлёту
- C Захоўвае хуткасць
- D Спыняецца ў верхняй частцы
Паказаць адказ
B. Павольней падчас узлёту У тэхніцы, як і ў іншых галінах, энергія з'яўляецца асноўным крыніцай энергіі.
-
Чаму геастацыянарная арбіта карысная?
- A Найбліжэйшы да Зямлі
- B Супутник там займае адзін дзень на арбіту, таму ён застаецца над адным месцам
- C Там няма гравітацыі
- D Найбольш хуткая арбіта
Паказаць адказ
B. Супутник там займае адзін дзень на арбіту, таму ён застаецца над адным месцам
Канец радка
- Прачытаць урок
- Выканаў выклік
- Прайшоў тэст
Пазначыць урок як завершаны, каб захаваць яго ў спісе заняткаў на гэтай прыладзе.
Урок завершаны. Добра!
Наступны Запуск вокнаў: шлях на МарсNameСлова ў гэтым уроку
Крыніца
- W. Hohmann, Die Erreichbarkeit der Himmelskörper (1925), NASA technical translation F-44
- NASA JPL, Basics of Space Flight, Chapter 4: Trajectories
- JPL SSD, Astrodynamic parameters
- R. Bate, D. Mueller, J. White, Fundamentals of Astrodynamics (Dover, 1971), ch. 3
Гэтая лекцыя ліцэнзавана CC BY-SA 4.0.