Delta-v térkép
Mennyi sebességváltozás szükséges a Föld, a pálya, a Hold, a Mars és az aszteroidák közötti mozgáshoz.
ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)
Delta-v térkép
Mi ez? Az űrutazások térképe. Minden vonal egy útszakasz, és a száma azt jelzi, hogy az űrhajónak mennyivel kell megváltoztatnia sebességét ahhoz, hogy elérje ezt a szakaszt.Adja össze a szakaszokat, és megkapja az utazás üzemanyag-költségvetését.
Hogyan használjuk: Válassza ki a kezdőpontot és az úti célt: koppintson két pontra a térképen, használja az Indulás és Cél menüt, vagy nyomja meg az egyik utazás gombot.Az útvonal világítani fog, és az üzemanyag-költségvetés sáv összeadja az egyes szakaszokat.
Üzemanyag költségkeret erre az útra
Összes delta-v
A teljes térkép megtekintéséhez húzza el az ujját oldalirányban.
Az értékek egyirányúak, ideális impulzív manőverek, hacsak nincs megjelölve tipikus. Valódi küldetések veszteségeket és repülőgépváltásokat adnak hozzá.
Próbáld ki ezt
- Nyomja meg a "To orbit", hogy menjen a Föld felszínéről az alacsony Föld körüli pályán.Megjegyzés: Az első lépés 9,4 km/s-ba kerül, a pályáról egészen a Hold felszínéig csak kb. 5,6 km/s-ba többe kerül.
- Nyomja meg a "Holdra", majd a "Marsra", és hasonlítsa össze az összesítéseket.Megjegyzés: A Mars és a Hold közötti sebességkülönbség 15,0 és 15,1 km/s. A Mars mindig több mint százszor messzebb van a Holdtól, mint a Hold. A Marsnak levegője van, amivel fékezhetsz, amikor leszállsz, a Holdnak nincs, így minden lassítás üzemanyagot költ.
- Tervezz egy utazást a Mars felszínéről vissza a Föld felszínére.Megjegyzés: Az utolsó szakasz, a Föld felszínéig 0 km/s: A fékezést a földi levegő és egy hőpajzs végzi, mint minden Apollo-legénységnél. A Marsról való lemászás még mindig kb. 4.1 km/s-ba kerül.
- Nyomja meg a "Geostacionárius pályára" gombot, és hasonlítsa össze az alacsony Föld körüli pályáról az alacsony holdpálya felé történő elmozdulással.Megjegyzés: A magas pályára juttatás, ahol a TV és az időjárás-előrejelző műholdak vannak, körülbelül ugyanannyiba kerül, mint a Hold körüli pályára jutás: mindkét esetben 3,9 km/s-os sebességgel.
A mögötte rejlő ötletek
Mi a delta-v?
Gondoljunk egy autós kirándulásra: adjuk össze az összes gyorsítást és fékezést, és ez lesz a delta-v. Az űrben nincs út, amibe bele tudnánk nyomni, és nincsenek fékek sem, így minden sebességváltozásnak, akár felfelé, akár lefelé, a rakétahajtóműtől kell származnia, és ennek minden egyes része üzemanyagot igényel.
Miért a pályára állás a legnehezebb lépés?
A pályán lenni nem arról szól, hogy magasan vagyunk. Olyan gyorsan haladsz oldalra, hogy a Föld körül zuhansz, ahelyett, hogy beleesnél. A levegő felett ez kb. 7.8 km/s (kb. 28,000 km/h), a bolygó körüli kört kb. 90 perc alatt teszi meg. A rakéta felfelé haladva is veszít kb. 1.5-2 km/s-t a gravitáció és a légellenállás miatt (a Föld forgása egy kicsit visszaad), így ez az egy lépés kb. 9.4 km/s-ba kerül.
Miért olcsóbb a Marsra leszállni, mint a Holdra?
A Marsnak vékony légköre van. A leszállóegység nagy sebességgel ütközik a levegőbe, és hővédő pajzsa a sebességet hővé alakítja; A többit ejtőernyők és egy rövid rakétaégetés teszi a végén. Tehát a térkép 0 km/s rakéta üzemanyagot számol leszállni a Marsra, de 1.63 km/s-t a levegő nélküli Holdra, ahol a hajtóműveknek kell elvégezniük az összes fékezést. A Mars elhagyása egy másik történet: a pályára visszajutás kb. 4.1 km/s-ba kerül.
Mi az aerofékezés?
A bolygó levegőjét szabad fékként használva. Az űrhajó a légkör vékony felső rétegébe merül, a légellenállás lelassítja, és üzemanyagot takarít meg, amelyet egyébként elégetne. 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.
Miért számít annyira minden kilométer/másodperc?
Egy rakétának saját üzemanyagot kell szállítania, és ezt az üzemanyagot is tovább kell tolni, így minden további km/s-ra több üzemanyagra van szüksége, mint az előzőre. Ezért a Saturn V, amely űrhajósokat küldött a Holdra, közel 3000 tonnát nyomott indításkor, nagy részben hajtóanyagból.
Források: a számított végtagok szabványos kéttest-pályákból származnak, NASA/JPL bolygóadatok (scripts/build-deltav.mjs); tipikus végtagok a Delta–v költségvetésről szóló Wikipédia cikkből és annak idézett forrásaiból. Saturn V indítótömeg: NASA. Mars Reconnaissance Orbiter légfékezés: NASA/JPL.
Mondjuk, hogy "delta vee", ami azt jelenti, hogy "sebességváltozás": mennyivel kell gyorsítania, lassítani vagy irányt változtatnia egy űrhajónak. Ez úgy működik, mint az üzemanyag-költségvetés egy utazáshoz, kilométer per másodpercben (km/s) mérve.
Továbbiak a szószedetben →Olyan pálya, amelyen valami egyre csak kering egy bolygó vagy csillag körül anélkül, hogy elérné azt, mert elég gyorsan mozog oldalirányban.
Továbbiak a szószedetben →A levegő felett, néhány száz kilométer magasan keringő pályán repül a Nemzetközi Űrállomás, amely körülbelül 90 perc alatt tesz meg egy Föld-körutat.
Egy magas pályán, 35.786 km-rel az egyenlítő felett, ahol egy kör a Föld körül olyan hosszú ideig tart, mint egy forgatás (alig kevesebb, mint 24 óra), és egy műhold úgy tűnik, hogy még mindig az égen lóg, ezért használják a TV és időjárás műholdak.
Egy kinyújtott pálya, amelyen keresztül az egyik helyről a másikra juthattunk, mint egy autópálya-csúszóút: csak elhaladunk rajta, nem maradunk ott.
A bolygó levegőjét szabad fékként használva az űrszonda a légkör vékony felső rétegébe merül, és a légellenállás lassítja le, üzemanyagot takarítva meg. Az ár hő, ezért hőpajzsra vagy sok kíméletes elhaladására van szüksége.
A leginkább üzemanyag-takarékos módja a két körpályáról való átállásnak: egy gombnyomásra elindul az ovális pálya, amely éppen érinti az új pályát, és egy második gombbal elérhető.
Továbbiak a szószedetben →Adattábla (szövegváltozat)
| A | - Két. | → | ← | Hogy sikerült kidolgozni |
|---|---|---|---|---|
| A Föld felszíne | Alacsony Föld körüli pálya (200 km) | 9,4 km/mp | 0 km/mp (Aerofékezést használhat) | tipikus (kiadva): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesFöld körüli pályára állás: kb. 7,8 km/s pályasebesség plusz a gravitáció és a légellenállás okozta veszteségek. |
| Alacsony Föld körüli pálya (200 km) | Geostacionárius transzferpályák | 2,45 km/mp | 2,45 km/mp (Aerofékezést használhat) | Számított (ideális): Hohmann perigee burn, 200 km to 35,786 km altitude, equatorial |
| Geostacionárius transzferpályák | Geostacionárius pálya | 1,48 km/mp | 1,48 km/mp | Számított (ideális): Hohmann apogee burn, no plane changeAz egyenlítőtől távoli indítóállomásról a pályadőlés megváltoztatása is néhány száz métert növel másodpercenként. |
| Alacsony Föld körüli pálya (200 km) | A Föld menekülés | 3,22 km/mp | 3,22 km/mp (Aerofékezést használhat) | Számított (ideális): Escape speed minus circular speed at 200 km |
| Alacsony Föld körüli pálya (200 km) | A Holdra szállítás | 3,13 km/mp | 3,13 km/mp (Aerofékezést használhat) | Számított (ideális): Raise apogee to the Moon's mean distance |
| A Holdra szállítás | Alacsony holdpálya (100 km) | 0,82 km/mp | 0,82 km/mp | Számított (ideális): Patched conic capture into a 100 km lunar orbit |
| Alacsony holdpálya (100 km) | A Hold felszíne | 1,63 km/mp | 1,63 km/mp | Számított (ideális): Circular speed at 100 km (ideal, no gravity losses; real landings need more) |
| Alacsony Föld körüli pálya (200 km) | Transzfer a Marsra | 3,61 km/mp | 3,61 km/mp (Aerofékezést használhat) | Számított (ideális): Earth-Mars Hohmann departure from 200 km, Oberth effect included |
| Transzfer a Marsra | Alacsony Mars-körpályán (300 km) | 2,09 km/mp (Aerofékezést használhat) | 2,09 km/mp | Számított (ideális): Capture into a 300 km circular Mars orbit |
| Alacsony Mars-körpályán (300 km) | A Mars felszíne | 0 km/mp (Aerofékezést használhat) | 4,1 km/mp | tipikus (kiadva): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesA leszálláshoz a légkört használják (hőpajzs és ejtőernyők), a pályára emelkedéshez pedig a közzétett tipikus értékeket. |
| Alacsony Föld körüli pálya (200 km) | Földközeli kisbolygó (Bennu) | 4,11 km/mp | 4,11 km/mp (Aerofékezést használhat) | Számított (ideális): Heliocentric Hohmann 1 au to Bennu's semi-major axis, coplanar (ignores its 6 degree inclination and its eccentricity); departure from 200 km LEO |
| Alacsony Föld körüli pálya (200 km) | A Ceres pályája | 9,48 km/mp | 9,48 km/mp (Aerofékezést használhat) | Számított (ideális): 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 |
Az eszközök és leckék egyszerűsített modelleket használnak, amelyek csak tanulásra szolgálnak, nem szabad navigációra, küldetéstervezésre vagy bármilyen operatív döntésre használni. A bizonyítványok ingyenesek és nem akkreditáltak. Olvassa el az oktatási tartalmakra vonatkozó jogi nyilatkozatot