Карта на Делта-V
Колко промяна в скоростта е необходимо да се движи между Земята, орбита, Луната, Марс и астероиди.
ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)
Карта на Делта-V
Какво е това? Картата показва пътуванията в космоса. Всяка линия е един етап от пътуването, а номерът ѝ показва колко трябва да се промени скоростта на космическия кораб, за да прелети този етап.Съберете краищата и ще получите бюджета за гориво за пътуването.
Как да го използваме: Изберете начална точка и крайна точка: докоснете две точки на картата, използвайте менютата От и До или натиснете един от бутоните за пътуване.Маршрутът се осветява и лентата с бюджета за гориво добавя всеки етап.
Бюджет за гориво за това пътуване
Общо delta-v
Плъзнете настрани, за да видите цялата карта.
Стойностите са еднопосочни, идеалните импулсивни маневри освен ако не са маркирани типични.Реалните мисии добавят загуби и промени в самолетите.
Опитай това.
- Натиснете "до орбита", за да отиде от повърхността на Земята до ниска околоземна орбита.Забележка: Първата стъпка струва 9,4 км/с. Да се продължи от орбита до повърхността на Луната струва само около 5,6 км/с повече.
- Натиснете "До Луната", след това "До Марс" и сравнете сумите.Забележка: Те са почти еднакви: около 15,0 и 15,1 км/с, въпреки че Марс винаги е повече от сто пъти по-далеч от Луната.Марс има въздух, с който да спира, когато кацнеш; Луната няма такъв, така че всяко малко забавяне струва гориво.
- Планирайте пътуване от повърхността на Марс обратно до повърхността на Земята.Забележка: 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.
- Натиснете "До геостационарна орбита" и го сравнете с преминаване от ниска земна орбита до ниска лунна орбита.Забележка: Достигането до високата орбита, където са разположени телевизионните и метеорологичните спътници, струва приблизително същото като достигането до орбитата около Луната: около 3.9 км/с от ниска земна орбита и в двата случая.
Идеите зад него
Какво е делта-в?
Помислете за пътуване с автомобил.Съберете всеки път, когато ускорявате и всеки път, когато спирате: тази сума е вашата делта-В космоса няма пътища, срещу които да се бута и няма спирачки, така че всяка промяна на скоростта, нагоре или надолу, трябва да дойде от ракетния двигател, а всяко малко от това струва гориво.
Защо извеждането в орбита е най-трудната стъпка?
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.
Защо кацането на Марс е по-евтино от кацането на Луната?
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.
Какво е аеродинамично спиране?
Използване на въздуха на планетата като свободна спирачка.Космическият кораб се спуска в тънката горна част на атмосферата, съпротивлението го забавя и спестява гориво, което иначе би изгорило. През 2006 г. NASAОрбиталният апарат на НАСА „Марс Рекогносинг“ е свил орбитата си по този начин, със стотици спускания през горните слоеве на въздуха на Марс в продължение на около пет месеца.
Защо всеки километър в секунда е толкова важен?
За да се движи ракетата, тя трябва да носи собствено гориво и то също трябва да бъде избутвано. Така че всеки допълнителен км/с изисква повече гориво от предишния, затова Сатурн който изпрати астронавтите на Луната тежеше близо 3000 тона при изстрелването, по-голямата част от които бяха гориво.
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.
Кажете "делта означава "промяна на скоростта": колко космически кораб трябва да ускори, забави или промени посоката си. Тя работи като бюджет за гориво за пътуване, измерено в километри в секунда (км/с).
Още в речника →Пътят на нещо, което продължава да пада около планета или звезда, без някога да я удари, защото се движи достатъчно бързо.
Още в речника →Орбита точно над въздуха, на няколкостотин километра височина – там лети Международната космическа станция, която обикаля Земята за около 90 минути.
Високо в орбита, 35786 км над екватора, където едно пътуване около Земята отнема толкова време, колкото едно завъртане на Земята (малко под 24 часа), спътник там изглежда да виси неподвижно в небето, поради което телевизионни и метеорологични сателити го използват.
Изпъната орбита, която е служила за придвижване от едно място до друго, като магистрален път, по който само преминаваш, не оставаш.
Използване на въздуха на планетата като свободна спирачка.Космическият апарат се спуска в тънката горна част на атмосферата и въздушното съпротивление го забавя, спестявайки гориво.Цената е топлина, така че той се нуждае от топлинен щит или много нежни преминавания.
Най-икономичният начин за придвижване между две кръгови орбити: едно натискане, за да започнете овална траектория, която току-що докосва новата орбита, и второ натискане, когато стигнете там.
Още в речника →Таблица с данни (алтернативен текст)
| От | - Два. | → | ← | Как се получи |
|---|---|---|---|---|
| Повърхност на Земята | Ниска околоземна орбита (200 км) | 9,4 km/сек | 0 km/сек (може да използва аероспирачки) | типичен (публикуван): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesИзстрелване в орбита: около 7,8 км/с орбитална скорост плюс загуби от гравитация и въздушно съпротивление. |
| Ниска околоземна орбита (200 км) | Геостационарна трансферна орбита | 2,45 km/сек | 2,45 km/сек (може да използва аероспирачки) | изчислено (идеално): Hohmann perigee burn, 200 km to 35,786 km altitude, equatorial |
| Геостационарна трансферна орбита | Геостационарна орбита | 1,48 km/сек | 1,48 km/сек | изчислено (идеално): Hohmann apogee burn, no plane changeОт място на изстрелване, разположено далеч от екватора, промяната в наклона на орбитата също добавя няколкостотин метра в секунда. |
| Ниска околоземна орбита (200 км) | Бягство на Земята | 3,22 km/сек | 3,22 km/сек (може да използва аероспирачки) | изчислено (идеално): Escape speed minus circular speed at 200 km |
| Ниска околоземна орбита (200 км) | Прехвърляне на Луната | 3,13 km/сек | 3,13 km/сек (може да използва аероспирачки) | изчислено (идеално): Raise apogee to the Moon's mean distance |
| Прехвърляне на Луната | Ниска лунна орбита (100 км) | 0,82 km/сек | 0,82 km/сек | изчислено (идеално): Patched conic capture into a 100 km lunar orbit |
| Ниска лунна орбита (100 км) | Повърхност на Луната | 1,63 km/сек | 1,63 km/сек | изчислено (идеално): Circular speed at 100 km (ideal, no gravity losses; real landings need more) |
| Ниска околоземна орбита (200 км) | Трансфер до Марс | 3,61 km/сек | 3,61 km/сек (може да използва аероспирачки) | изчислено (идеално): Earth-Mars Hohmann departure from 200 km, Oberth effect included |
| Трансфер до Марс | Ниска орбита около Марс (300 км) | 2,09 km/сек (може да използва аероспирачки) | 2,09 km/сек | изчислено (идеално): Capture into a 300 km circular Mars orbit |
| Ниска орбита около Марс (300 км) | Повърхност на Марс | 0 km/сек (може да използва аероспирачки) | 4,1 km/сек | типичен (публикуван): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesПри кацането се използва предимно атмосферата (топлинен щит и парашути); изкачването обратно в орбита е публикуваната типична стойност. |
| Ниска околоземна орбита (200 км) | Близкоземни астероиди (Бенну) | 4,11 km/сек | 4,11 km/сек (може да използва аероспирачки) | изчислено (идеално): Heliocentric Hohmann 1 au to Bennu's semi-major axis, coplanar (ignores its 6 degree inclination and its eccentricity); departure from 200 km LEO |
| Ниска околоземна орбита (200 км) | Орбита на Церера | 9,48 km/сек | 9,48 km/сек (може да използва аероспирачки) | изчислено (идеално): 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 |
Инструментите и уроците използват опростени модели само за обучение, те не трябва да се използват за навигация, планиране на мисии или оперативни решения. Сертификатите са безплатни и неакредитирани. Прочетете отказа от отговорност за образователното съдържание