Карта Delta- v
Колькі часу спатрэбіцца для перамяшчэння паміж Зямлёй, арбітамі Месяца, Марса і астэроідаў.
ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)
Карта Delta- v
Што гэта? Карта касмічных палётаў. Кожная лінія - гэта адзін этап палёту, і яе нумар паказвае, наколькі трэба змяніць хуткасць касмічнага карабля для таго, каб праляцець гэты этап. Калі падлічыць усе этапы, атрымаецца кошт паліва.
Як карыстацца: Выберыце пачатак і прыпынак: націсніце дзве кропкі на карце, выкарыстайце меню З і Да або націсніце адну з кнопак паездкі. Маршрут будзе падсвятляцца, а слупок бюджэту паліва дадасць кожны этап.
Бюджэт паліва для гэтай паездкі
Усяго дэльфінаў
Звычайна ўсе выявы на карце маюць аднолькавую шырыню.
Значэнні адносяцца да аднабаковых, ідэальных імпульсных манеўраў, калі яны не пазначаны як звычайныя. Рэальныя місіі дадаюць страты і змены планаў.
Паспрабуйце гэта
- Націсніце "На арбіту", каб перайсці з паверхні Зямлі на нізкую арбіту.Заметка: Першы крок каштуе 9,4 км/с. Прайсці з арбіты да паверхні Месяца каштуе толькі каля 5,6 км/с больш.
- Націсніце «На Месяц», затым «На Марс» і параўнайце вынікі.Заметка: They are almost the same: about 15.0 and 15.1 km/s, even though Mars is always more than a hundred times farther away than the Moon. Mars has air to brake with when you land; the Moon has none, so every bit of slowing down costs fuel.
- Планаваць паездку з паверхні Марса назад на паверхню Зямлі.Заметка: The last leg, down to Earth's surface, costs 0 km/s: Earth's air and a heat shield do the braking, as they did for every Apollo crew. Climbing off Mars still costs about 4.1 km/s.
- Націсніце «На геастацыянарную арбіту» і параўнайце яе з пераходам з нізкай арбіты Зямлі на нізкую лунную орбіту.Заметка: Выхад на высокую арбіту, дзе знаходзяцца тэлевізійныя і метэаралагічныя спадарожнікі, каштуе прыкладна столькі ж, як выхад на арбіту вакол Месяца: каля 3,9 км/с з нізкай арбіты Зямлі ў абодвух выпадках.
Ідэі, якія стаяць за гэтым
Што такое дельта-v?
Уявіце сабе паездку на машыне. Падбярыце кожны раз, калі вы паскаряецеся і кожны раз, калі вы спыняецеся: гэтая сума будзе вашай delta- v. У космасе няма дарогі, на якую можна біць, і няма спыняючых прылад, таму кожная змена хуткасці, уверх ці ўнізу, павінна быць выкліканая ракетным рухавіком, і кожны яе момант каштуе паліва.
Чаму атрыманне на арбіту з'яўляецца найцяжэйшым крокам?
Being in orbit is not about being high up. It is about going sideways so fast that you keep falling around Earth instead of into it. Just above the air that means about 7.8 km/s (about 28,000 km/h), once round the planet in about 90 minutes. On the way up a rocket also loses roughly 1.5 to 2 km/s fighting gravity and air drag (Earth's spin gives a little back), so this one step costs about 9.4 km/s.
Чаму пасадка на Марсе танней, чым пасадка на Месяцы?
Mars has a thin atmosphere. A lander hits that air at high speed and its heat shield turns the speed into heat; parachutes and a short rocket burn at the end do the rest. So the map counts 0 km/s of rocket fuel for landing on Mars, but 1.63 km/s for the airless Moon, where engines must do all the braking. Leaving Mars is another story: climbing back up to orbit costs about 4.1 km/s.
Што такое аўтэнтыка?
Выкарыстанне паветра планеты ў якасці свабоднага тормоза. Касмічны апарат заходзіць у тонкую верхнюю частку атмасферы, супраціў запавольвае яго і эканоміць паліва, якое ён спальваў бы ў адваротным выпадку. У 2006 годзе NASA з' яўляецца орбітальным зондам для расследавання Марса, які скараціў сваю арбіту такім чынам, з сотнямі праходаў праз верхні пласт марской атмасферы на працягу каля пяці месяцаў.
Чаму кожны км/с мае такое значэнне?
Ракета павінна мець уласнае паліва, і гэтае паліва таксама трэба падымаць. Такім чынам кожны дадатковы км/ с патрабуе больш паліва, чым папярэдні. Таму ракета Сатурн V, якая пасылала астранаўтаў на Месяц, важыць каля 3000 тон пры запуску, большасць з якіх складаюць паліўныя газы.
Sources: computed legs use standard two-body orbit formulas with NASA/JPL planet data (scripts/build-deltav.mjs); typical legs from the Delta-v budget article on Wikipedia and its cited references. Saturn V launch mass: NASA. Mars Reconnaissance Orbiter aerobraking: NASA/JPL.
Скажыце "delta vee". Гэта азначае "змена хуткасці": наколькі касмічны апарат павінен паскарацца, спыняцца або змяняць кірунак. Гэта працуе як бюджэт паліва для падарожжа, вымераны ў кіламетрах у секунду (км/ с).
Больш у слоўніку →Траекторыя рэчы, якая працягвае рухацца вакол планеты або зоркі, але ніколі не сутыкаецца з ёй, бо яна рухаецца ўбок дастаткова хутка.
Больш у слоўніку →Арбіта, якая знаходзіцца непадалёк ад паверхні Зямлі на вышыні некалькіх сотняў кіламетраў. МКС праляцела праз гэтую арбіту і зрабіла адзін круг вакол Зямлі за 90 хвілін.
Высокая арбіта, 35786 км над экватарам, дзе адзін абход вакол Зямлі займае столькі ж часу, як і адзін паварот вакол Зямлі (менш за 24 гадзіны). Супутник там выглядае, што ён стаіць у небе, таму яго выкарыстоўваюць тэлевізійныя і метэаралагічныя сусветы.
Выцягнутая арбіта, якая выкарыстоўваецца для перамяшчэння з аднаго месца ў іншае, як сцежка на аўтадарозе. Вы толькі праязджаеце па ёй, не застаючыся там.
Выкарыстанне паветра планеты ў якасці свабоднага тормоза. Касмічны апарат заходзіць у тонкую верхнюю частку атмасферы, і супраціўленне паветра запавольвае яго, эканомячы паліва. Кошт - гэта цяпло, таму ён павінен мець ахоўны пласт ці шмат лёгкіх праходаў.
Найбольш эканамічны спосаб перамяшчэння паміж двума кругавымі арбітамі: адзін раз націсніце, каб пачаць аўальны шлях, які толькі што датычыць новай орбіты, і другі раз, калі вы там апынецеся.
Больш у слоўніку →Табліцы дадзеных (альтэрнатыўны тэкст)
| Адрасат | Да | → | ← | Як гэта было зроблена |
|---|---|---|---|---|
| Паверхня Зямлі | Нізкая арбіта Зямлі (200 км) | 9,4 км/с | 0 км/с (можа выкарыстоўваць аэратармазанне) | звычайны (апошні): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesLaunch to orbit: about 7.8 km/s of orbital speed plus losses to gravity and air drag. |
| Нізкая арбіта Зямлі (200 км) | Геастацыянарная трансферная арбіта | 2,45 км/с | 2,45 км/с (можа выкарыстоўваць аэратармазанне) | Вылічана (ідэальна): Hohmann perigee burn, 200 km to 35,786 km altitude, equatorial |
| Геастацыянарная трансферная арбіта | Геастацыянарная арбіта | 1,48 км/с | 1,48 км/с | Вылічана (ідэальна): Hohmann apogee burn, no plane changeЗ пункта запуску далёка ад экватара, змена наклону орбіты таксама дадае некалькі сотняў метраў у секунду. |
| Нізкая арбіта Зямлі (200 км) | Зямля | 3,22 км/с | 3,22 км/с (можа выкарыстоўваць аэратармазанне) | Вылічана (ідэальна): Escape speed minus circular speed at 200 km |
| Нізкая арбіта Зямлі (200 км) | Перайсці на месяц | 3,13 км/с | 3,13 км/с (можа выкарыстоўваць аэратармазанне) | Вылічана (ідэальна): Raise apogee to the Moon's mean distance |
| Перайсці на месяц | Нізкая лунная арбіта (100 км) | 0,82 км/с | 0,82 км/с | Вылічана (ідэальна): Patched conic capture into a 100 km lunar orbit |
| Нізкая лунная арбіта (100 км) | Месяц | 1,63 км/с | 1,63 км/с | Вылічана (ідэальна): Circular speed at 100 km (ideal, no gravity losses; real landings need more) |
| Нізкая арбіта Зямлі (200 км) | Перадаць на Марс | 3,61 км/с | 3,61 км/с (можа выкарыстоўваць аэратармазанне) | Вылічана (ідэальна): Earth-Mars Hohmann departure from 200 km, Oberth effect included |
| Перадаць на Марс | Нізкая арбіта Марса (300 км) | 2,09 км/с (можа выкарыстоўваць аэратармазанне) | 2,09 км/с | Вылічана (ідэальна): Capture into a 300 km circular Mars orbit |
| Нізкая арбіта Марса (300 км) | Паверхня Марса | 0 км/с (можа выкарыстоўваць аэратармазанне) | 4,1 км/с | звычайны (апошні): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesУ асноўным, прызямленне адбываецца ў атмасферы (паветраны шлем і парашуты); вяртанне на арбіту з'яўляецца звычайным. |
| Нізкая арбіта Зямлі (200 км) | Астравы Бэнну | 4,11 км/с | 4,11 км/с (можа выкарыстоўваць аэратармазанне) | Вылічана (ідэальна): Heliocentric Hohmann 1 au to Bennu's semi-major axis, coplanar (ignores its 6 degree inclination and its eccentricity); departure from 200 km LEO |
| Нізкая арбіта Зямлі (200 км) | Арбіта | 9,48 км/с | 9,48 км/с (можа выкарыстоўваць аэратармазанне) | Вылічана (ідэальна): Heliocentric Hohmann 1 au to Ceres, coplanar (ignores its 10.6 degree inclination); departure from 200 km LEO, capture into a 200 km Ceres orbit |
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