Δέλτα-v χάρτης
Πόση αλλαγή στην ταχύτητα χρειάζεται για να μετακινηθείτε μεταξύ της Γης, της τροχιάς, της Σελήνης, του Άρη και των αστεροειδών.
ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)
Δέλτα-v χάρτης
Τι είναι αυτό; Ένας χάρτης των διαστημικών ταξιδιών. Κάθε γραμμή είναι ένα μέρος ενός ταξιδιού και ο αριθμός της λέει πόσο πρέπει να αλλάξει η ταχύτητα του διαστημοπλοίου για να πετάξει αυτό το μέρος.
Πώς να το χρησιμοποιήσετε: Επιλέξτε μια αφετηρία και έναν προορισμό: πατήστε δύο κουκκίδες στο χάρτη, χρησιμοποιήστε τα μενού Από και Προς ή πατήστε ένα από τα κουμπιά Η διαδρομή φωτίζεται και η γραμμή προϋπολογισμού καυσίμου προσθέτει κάθε στάδιο.
Προϋπολογισμός καυσίμων για αυτό το ταξίδι
Σύνολο delta-v
Σαρώστε προς τα πλάγια για να δείτε ολόκληρο το χάρτη.
Οι τιμές είναι μονόδρομοι, ιδανικοί παρορμητικοί ελιγμοί εκτός αν σημειωθούν ως τυπικοί.Οι πραγματικές αποστολές προσθέτουν απώλειες και αλλαγές αεροπλάνων.
Δοκιμάστε το αυτό
- Πατήστε "Σε τροχιά" για να πάει από την επιφάνεια της Γης σε χαμηλή γήινη τροχιά.Σημείωση: Το πρώτο βήμα κοστίζει 9,4 χλμ/δευτ. Το να συνεχίσεις από την τροχιά μέχρι την επιφάνεια της Σελήνης κοστίζει μόνο περίπου 5,6 χλμ/δευτ. περισσότερο.
- Πατήστε "Στο φεγγάρι", στη συνέχεια "Στον Άρη" και συγκρίνετε τα σύνολα.Σημείωση: Είναι σχεδόν οι ίδιες: περίπου 15,0 και 15,1 αν και ο Άρης είναι πάντα πάνω από εκατό φορές πιο μακριά από τη Σελήνη.Ο Άρης έχει αέρα για να φρενάρει όταν προσγειώνεσαι· η Σελήνη δεν έχει κανέναν, έτσι κάθε επιβράδυνση κοστίζει καύσιμα.
- Σχεδιάστε ένα ταξίδι από την επιφάνεια του Άρη πίσω στην επιφάνεια της Γης.Σημείωση: Το τελευταίο βήμα, κάτω στην επιφάνεια της Γης, κοστίζει 0 χλμ/δευτ.: Ο αέρας της Γης και μια θερμική ασπίδα κάνουν το φρενάρισμα, όπως έκαναν για κάθε πλήρωμα του Η ανάβαση από τον Άρη εξακολουθεί να κοστίζει περίπου 4,1 χλμ/δευτ.
- Πατήστε "Σε γεωστατική τροχιά" και συγκρίνετέ το με την μετάβαση από χαμηλή γήινη τροχιά σε χαμηλή σεληνιακή τροχιά.Σημείωση: Η επίτευξη της υψηλής τροχιάς όπου βρίσκονται οι τηλεοπτικοί και μετεωρολογικοί δορυφόροι κοστίζει περίπου το ίδιο με την επίτευξη της τροχιάς γύρω από τη Σελήνη: περίπου 3,9 χλμ/δευτερόλεπτο από χαμηλή τροχιά γύρω από τη Γη και στις δύο περιπτώσεις.
Οι ιδέες πίσω από αυτό
Τι είναι το δέλτα-v;
Σκεφτείτε ένα ταξίδι με αυτοκίνητο. Προσθέστε κάθε φορά που επιταχύνετε και κάθε φορά που φρενάρετε: αυτό το σύνολο είναι η δέλτα-Στο διάστημα δεν υπάρχει δρόμος για να σπρώξετε και δεν υπάρχουν φρένα, έτσι κάθε αλλαγή ταχύτητας, πάνω ή κάτω, πρέπει να προέρχεται από τον κινητήρα του πυραύλου, και κάθε κομμάτι αυτού κοστίζει καύσιμο.
Γιατί η τροχιά είναι το πιο δύσκολο βήμα;
Το να είσαι σε τροχιά δεν σημαίνει ότι βρίσκεσαι ψηλά. Πρόκειται για το να πηγαίνεις πλευρικά τόσο γρήγορα που συνεχίζεις να πέφτεις γύρω από τη Γη αντί να πέφτεις μέσα της. Λίγο πάνω από τον αέρα, αυτό σημαίνει περίπου 7,8 χλμ/δευτ. (περίπου 28.000 χλμ/ώρα), μία φορά γύρω από τον πλανήτη σε περίπου 90 λεπτά. Στην πορεία προς τα πάνω ένας πύραυλος επίσης χάνει περίπου 1,5 με 2 χλμ/δευτ. αντιμετωπίζοντας τη βαρύτητα και την αντίσταση του αέρα (η περιστροφή της Γης δίνει λίγο πίσω), έτσι αυτό το ένα βήμα κοστίζει περίπου 9,4 χλμ/δευτ.
Γιατί η προσγείωση στον Άρη είναι φθηνότερη από την προσγείωση στη Σελήνη;
Ο Άρης έχει μια λεπτή ατμόσφαιρα. Ένα διαστημόπλοιο προσγείωσης χτυπά τον αέρα με μεγάλη ταχύτητα και η θερμική ασπίδα του μετατρέπει την ταχύτητα σε θερμότητα. αλεξίπτωτα και μια σύντομη καύση πυραύλων στο τέλος κάνουν τα υπόλοιπα. 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.
Τι είναι η αεροφρένα;
Χρησιμοποιώντας τον αέρα ενός πλανήτη ως ελεύθερο φρένο. Ένα διαστημόπλοιο βυθίζεται στο λεπτό πάνω μέρος της ατμόσφαιρας, η αντίσταση το επιβραδύνει και εξοικονομεί καύσιμο που διαφορετικά θα έκαιγε. In 2006 NASA's Mars Reconnaissance Orbiter shrank its orbit this way, with hundreds of dips through Mars's upper air over about five months.
Γιατί κάθε χλμ/δευτερόλεπτο έχει τόση σημασία;
Ένας πύραυλος πρέπει να μεταφέρει το δικό του καύσιμο, και αυτό το καύσιμο πρέπει να σπρώχνεται μαζί με αυτό.Έτσι κάθε επιπλέον χλμ/δευτερόλεπτο χρειάζεται περισσότερο καύσιμο από το προηγούμενο.Γι’ αυτό ο που έστειλε τους αστροναύτες στη Σελήνη ζύγιζε σχεδόν 3.000 τόνους κατά την εκτόξευση, το μεγαλύτερο μέρος του προωθητικού.
Τα υπολογιζόμενα πόδια χρησιμοποιούν τους τυποποιημένους τύπους τροχιών δύο σωμάτων με NASA/Τυπικά πόδια από το άρθρο του προϋπολογισμού του Δέλτα-β στη Βικιπαίδεια και τις αναφερόμενες παραπομπές του. Μάζα εκτόξευσης Κρόνος V: NASA. Τροχιοδρόμος αναγνώρισης του Άρη: NASA- Τζέι Πλ.
Πείτε Σημαίνει «αλλαγή ταχύτητας»: πόσο ένα διαστημόπλοιο πρέπει να επιταχύνει, να επιβραδύνει ή να αλλάξει κατεύθυνση. Λειτουργεί όπως ένας προϋπολογισμός καυσίμων για ένα ταξίδι, που μετράται σε χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο (Και αυτό είναι το μέγεθος της ταχύτητας του διαστημοπλοίου.
Περισσότερα στο γλωσσάριο →Η τροχιά ενός αντικειμένου που συνεχίζει να πέφτει γύρω από έναν πλανήτη ή ένα άστρο χωρίς ποτέ να το χτυπήσει, επειδή κινείται αρκετά γρήγορα στο πλάι.
Περισσότερα στο γλωσσάριο →Μια τροχιά λίγο πάνω από τον αέρα, μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα ψηλά, όπου πετά ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός, κάνοντας έναν γύρο γύρω από τη Γη σε περίπου 90 λεπτά.
Μια υψηλή τροχιά, 35.786 χλμ πάνω από τον Ισημερινό, όπου ένα ταξίδι γύρω από τη Γη διαρκεί όσο μια περιστροφή της Γης (λίγο λιγότερο από 24 ώρες) Ένας δορυφόρος εκεί φαίνεται να κρέμεται ακόμα στον ουρανό, γι 'αυτό και οι τηλεοπτικοί και μετεωρολογικοί δορυφόροι το χρησιμοποιούν.
Μια τεντωμένη τροχιά που χρησιμοποιείται για να πάει από το ένα μέρος στο άλλο, όπως ένας αυτοκινητόδρομος.Απλά περνάτε κατά μήκος του, δεν μένετε εκεί.
Χρησιμοποιώντας τον αέρα ενός πλανήτη ως ελεύθερο φρένο, το διαστημόπλοιο βυθίζεται στην λεπτή κορυφή της ατμόσφαιρας και η αντίσταση του αέρα το επιβραδύνει, εξοικονομώντας καύσιμα. Το τίμημα είναι θερμότητα, έτσι χρειάζεται μια ασπίδα θερμότητας ή πολλά απαλά περάσματα.
Ο πιο οικονομικός τρόπος μετακίνησης μεταξύ δύο κυκλικών τροχιών: ένα πάτημα για να ξεκινήσετε μια οβάλ διαδρομή που ακουμπά τη νέα τροχιά και ένα δεύτερο πάτημα όταν φτάσετε εκεί.
Περισσότερα στο γλωσσάριο →Πίνακας δεδομένων (εναλλακτικό κείμενο)
| Από | - Δύο. | → | ← | Πώς λύθηκε |
|---|---|---|---|---|
| Επιφάνεια της γης | Χαμηλή γήινη τροχιά (200 χλμ.) | 9,4 χλμ./δευτ. | 0 χλμ./δευτ. (μπορεί να χρησιμοποιήσει το αεροφρένο) | τυπικό (δεν έχει δημοσιευτεί): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesΕκτόξευση σε τροχιά: περίπου 7,8 χλμ/δευτ. ταχύτητας συν απώλειες λόγω της βαρύτητας και της αντίστασης του αέρα. |
| Χαμηλή γήινη τροχιά (200 χλμ.) | Γεωστατική τροχιά μεταφοράς | 2,45 χλμ./δευτ. | 2,45 χλμ./δευτ. (μπορεί να χρησιμοποιήσει το αεροφρένο) | υπολογίζεται (ιδανικό): Hohmann perigee burn, 200 km to 35,786 km altitude, equatorial |
| Γεωστατική τροχιά μεταφοράς | Γεωστατική τροχιά | 1,48 χλμ./δευτ. | 1,48 χλμ./δευτ. | υπολογίζεται (ιδανικό): Hohmann apogee burn, no plane changeΑπό ένα σημείο εκτόξευσης μακριά από τον ισημερινό, η αλλαγή της κλίσης της τροχιάς προσθέτει μερικές εκατοντάδες μέτρα ανά δευτερόλεπτο. |
| Χαμηλή γήινη τροχιά (200 χλμ.) | Απόδραση από τη Γη | 3,22 χλμ./δευτ. | 3,22 χλμ./δευτ. (μπορεί να χρησιμοποιήσει το αεροφρένο) | υπολογίζεται (ιδανικό): Escape speed minus circular speed at 200 km |
| Χαμηλή γήινη τροχιά (200 χλμ.) | Μεταφορά στο φεγγάρι | 3,13 χλμ./δευτ. | 3,13 χλμ./δευτ. (μπορεί να χρησιμοποιήσει το αεροφρένο) | υπολογίζεται (ιδανικό): Raise apogee to the Moon's mean distance |
| Μεταφορά στο φεγγάρι | Χαμηλή σεληνιακή τροχιά (100 χλμ.) | 0,82 χλμ./δευτ. | 0,82 χλμ./δευτ. | υπολογίζεται (ιδανικό): Patched conic capture into a 100 km lunar orbit |
| Χαμηλή σεληνιακή τροχιά (100 χλμ.) | Επιφάνεια της Σελήνης | 1,63 χλμ./δευτ. | 1,63 χλμ./δευτ. | υπολογίζεται (ιδανικό): Circular speed at 100 km (ideal, no gravity losses; real landings need more) |
| Χαμηλή γήινη τροχιά (200 χλμ.) | Μεταφορά στον Άρη | 3,61 χλμ./δευτ. | 3,61 χλμ./δευτ. (μπορεί να χρησιμοποιήσει το αεροφρένο) | υπολογίζεται (ιδανικό): Earth-Mars Hohmann departure from 200 km, Oberth effect included |
| Μεταφορά στον Άρη | Χαμηλή τροχιά γύρω από τον Άρη (300 χλμ.) | 2,09 χλμ./δευτ. (μπορεί να χρησιμοποιήσει το αεροφρένο) | 2,09 χλμ./δευτ. | υπολογίζεται (ιδανικό): Capture into a 300 km circular Mars orbit |
| Χαμηλή τροχιά γύρω από τον Άρη (300 χλμ.) | Επιφάνεια του Άρη | 0 χλμ./δευτ. (μπορεί να χρησιμοποιήσει το αεροφρένο) | 4,1 χλμ./δευτ. | τυπικό (δεν έχει δημοσιευτεί): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesΗ προσγείωση χρησιμοποιεί κυρίως την ατμόσφαιρα (ασπίδα θερμότητας και αλεξίπτωτα)· η ανάβαση πίσω στην τροχιά είναι η δημοσιευμένη τυπική τιμή. |
| Χαμηλή γήινη τροχιά (200 χλμ.) | Εγγύς της Γης αστεροειδής (Μπεννού) | 4,11 χλμ./δευτ. | 4,11 χλμ./δευτ. (μπορεί να χρησιμοποιήσει το αεροφρένο) | υπολογίζεται (ιδανικό): Heliocentric Hohmann 1 au to Bennu's semi-major axis, coplanar (ignores its 6 degree inclination and its eccentricity); departure from 200 km LEO |
| Χαμηλή γήινη τροχιά (200 χλμ.) | Η τροχιά της Δήμητρα | 9,48 χλμ./δευτ. | 9,48 χλμ./δευτ. (μπορεί να χρησιμοποιήσει το αεροφρένο) | υπολογίζεται (ιδανικό): 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 |
Τα εργαλεία και τα μαθήματα χρησιμοποιούν απλοποιημένα μοντέλα μόνο για εκμάθηση, δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται για πλοήγηση, σχεδιασμό αποστολών ή οποιαδήποτε επιχειρησιακή απόφαση. Τα πιστοποιητικά είναι δωρεάν και μη διαπιστευμένα. Διαβάστε την αποποίηση ευθυνών για το εκπαιδευτικό περιεχόμενο