Некаторыя мовы на гэтым сайце могуць быць перакладзеныя аўтаматычна і могуць утрымліваць памылкі. Дапамагчы ўдасканальваць Прачытайце арыгінальную англійскую версію
  1. Вывучыць
  2. Навігатар
Навігатар · Модуль 14

Рэндэзюс: захоп касмічнай станцыі

Каб трапіць на нешта, што знаходзіцца перад вамі на арбіце, вы павінны апусціцца ніжэй і рухацца павольней, але хутчэй. Гэта супрацьлеглае інтуіцыі мастацтва сутыкнення ў космасе.

11 мін

NASA/JPL/Space Science Institute

Гэты урок быў напісаны членам каманды Local Solar System Foundation і мог быць удасканалены кваліфікаваным рэцэнзентам. Вы кваліфікаваны ў гэтай тэме?

У 1965 годзе «Джэміні-6» і «Джэміні-7» праляцелі на адлегласці 30 сантыметраў адзін ад аднаго, на вышыні 300 км над Зямлёй. It took two years of theory and practice to get there: the first attempts had shown that flying straight at your target, as a pilot would, does not work in orbit.

Капсула, якая знаходзіцца на 20 градусаў за станцыяй, на 20 км ніжэй, набліжаецца да яе на працягу каля 13 орбіт і потым перамяшчаецца ўверх. Рэальныя раскладкі вар'іруюцца ад 3 гадзін да 2 дзён.

У перыяд з ліпеня па верасень, калі не назіраецца ападкаў, пераважна сухое.

Паглядзець

Усе на арбіце падпарадкоўваюцца аднаму правілу: ніжэй хутчэй. У верхняй частцы арбіты астэроід рухаецца хутчэй, чым у ніжняй, і таму ён набывае большую хуткасць.

  1. Запуск на ніжэйшую арбіту, за мэтай. Капсула пачала рухацца па часе недзе за станцыяй і трохі ніжэй яе.
  2. Fasing: пасля круга, капсула атрымлівае невялікую колькасць. Here, 20 km below the station, it gains 1.6 degrees per orbit.
  3. Два маленькія запісы, міні-трансфер Хомана, падняць капсулу на арбіту станцыі, якая знаходзіцца за ёй.
  4. Фінальны падлёт. Апошнія некалькі сотняў метраў лётаюць павольна, прама ў напрамку палёту, за камп’ютарамі назірае экіпаж. At contact the closing speed is a few centimetres per second.

Паразумець

Перыяд абарачэння: T = 2π√(r³/μ). With μ = 398,600 km³/s²:

  • Capsule at 400 km (r = 6,778 km): 92.6 minutes.
  • Station at 420 km (r = 6,798 km): 93.0 minutes.

На кожным крузе арбіты станцыя займае толькі 92,6/93,0 круга: капсула набірае 360° × (1 − 92,6/93,0) ≈ 1,6°, гэта значыць каля 190 км. Closing a 20° gap takes about 13 orbits, roughly 20 hours.

Працягласць 400—420 км. 5,6 м/ с для кожнага з двух выбухаў: невялікі ў параўнанні з 7,7 км/ с хуткасцю арбіты.

Галоўны

Блізка да мэты, інжынеры-разведчыкі выкарыстоўваюць ПасярэдзінеCity in United Kingdom (Hill) раўнанні: лінейны рух у рамцы, якая арыентуецца на мэту, дзе x радыяльнае, y па траекторыі і n сярэдні рух мэты:

ym - 3n²x - 2nẏ = 0,   ÿ + 2nʒ = 0,   z̈ + n²z = 0

У іх апісваецца дзіўная паводзіны: штуршок наперад (+ẏ) прымушае пераследвальніка ўзняцца (x расце), а затым адплываць назад. Падыходы распрацаваны ў напрамку восі y (V-bar, ззаду) або восі x (R-bar, знізу, дзе натуральнае рух дапамагае спыняцца), з правіламі бяспекі, каб няспраўны рухавік ніколі не прывёў да сутыкнення.

Паспрабуйце

Зрабіце выгляд, што вы знаходзіцеся ў капсуле на 20 градусаў за станцыяй і на той жа вышыні. Калі вы проста пацягнеце рухавік уперад, што будзе з вашай арбітай? Вы падышлі да станцыі ці засталіся назад? (Падказка: падумайце пра урок Хомана.)

Хуткі тэст

3 хуткія пытанні. Выберыце адказ, каб паглядзець, ці правільны вы.

  1. Капсула знаходзіцца за касмічнай станцыяй на крыху ніжэйшай арбіце. З часам яна:

    1. A Адстае
    2. B Набліжаецца, бо ніжэйшая арбіта хутчэй
    3. C Застаецца на адлегласці
    4. D Зваліцца на зямлю
    Паказаць адказ

    B. Набліжаецца, бо ніжэйшая арбіта хутчэй

  2. Чаму касмічны апарат не можа проста запусціць свой рухавік уперад, каб трапіць на мэту ўперадзе на той жа арбіце?

    1. A Паколькі пры паскарэнні падымаецца арбіта, што павялічвае круг, ён адстае
    2. B Бо рухавікі не могуць штурхаць наперад
    3. C З- за супраціву паветра
    4. D Гэта можа быць, так гэта робіцца
    Паказаць адказ

    A. Паколькі пры паскарэнні падымаецца арбіта, што павялічвае круг, ён адстае

  3. Як хутка капсула набліжаецца да станцыі ў момант стыку?

    1. A About 7.7 km/s
    2. B Каля 100 м/ с
    3. C Некалькі сантыметраў у секунду
    4. D Дакладна нуль
    Паказаць адказ

    C. Некалькі сантыметраў у секунду

Канец радка

  • Прачытаць урок
  • Выканаў выклік
  • Прайшоў тэст

Пазначыць урок як завершаны, каб захаваць яго ў спісе заняткаў на гэтай прыладзе.

Слова ў гэтым уроку

Крыніца

Гэтая лекцыя ліцэнзавана CC BY-SA 4.0.

Інструменты і ўрокі выкарыстоўваюць спрошчаныя мадэлі толькі для навучання. Яны не павінны выкарыстоўвацца для навігацыі, планавання місій або любых аператыўных рашэнняў. Сертыфікаты бясплатныя і не акрэдытаваныя. Прачытайце абмежаваньне адказнасьці за адукацыйны зьмест