Rendezvous: menangkap stasiun luar angkasa

Pada Desember 1965, Gemini 6 dan Gemini 7 terbang dalam jarak 30 sentimeter satu sama lain, 300 km di atas Bumi. Dibutuhkan dua tahun teori dan praktik untuk mencapainya: upaya pertama telah menunjukkan bahwa terbang lurus ke sasaran Anda, seperti yang akan dilakukan seorang pilot, tidak bekerja di orbit.

Di orbit, untuk mengejar Anda jatuh ke bawah, tidak mempercepat.

Lihat

Semuanya di orbit mengikuti satu aturan: bawah adalah lebih cepat. Orbit yang lebih rendah adalah lebih pendek dan pesawat ruang angkasa bergerak lebih cepat di sepanjangnya, sehingga ia memperoleh pada apapun yang lebih tinggi.

1. Meluncurkan ke orbit yang lebih rendah, di belakang target. Kapsul dijadwalkan untuk memulai beberapa jalan di belakang stasiun dan sedikit di bawahnya.
2. Phasing. Lap setelah lap, kapsul bawah sedikit meningkat. Di sini, 20 km di bawah stasiun, ia memperoleh 1.6 derajat per orbit.
3. Dua luka kecil., sebuah transfer Hohmann mini, angkat kapsul ke orbit stasiun tepat di belakangnya.
4. Penerapan akhir. Beberapa ratus meter terakhir diterbangkan perlahan, lurus sepanjang arah penerbangan, oleh komputer yang diawasi oleh kru. Pada kontak kecepatan penutupan adalah beberapa sentimeter per detik.

Mengerti

Periode orbit: T = 2π√(r³/μ). Dengan μ = 398.600 km³/s²:

• Kapsul pada 400 km (r = 6,778 km): 92.6 menit.
• Stasiun di 420 km (r = 6,798 km): 93.0 menit.

Setiap orbit kapsul, stasiun hanya meliputi 92.6/93.0 dari satu putaran: kapsul memperoleh 360° × (1 − 92.6/93.0) ≈ 1.6°, sekitar 190 km. Menutup celah 20 ° membutuhkan sekitar 13 orbit, kira-kira 20 jam.

Transfer dari 400 ke 420 km membutuhkan biaya sekitar 5.6 m/s untuk masing-masing dari dua pembakaran: kecil dibandingkan dengan kecepatan orbit 7.7 km/s.

Master

Di dekat sasaran, insinyur rendezvous menggunakan Clohessy-Wiltshire (Hill) persamaan: linearisasi gerakan dalam sebuah kerangka yang mengorbit dengan target, dengan x radial, y sepanjang jalur dan n rata-rata gerak target:

yi − 3n²x − 2nẏ = 0,   ÿ + 2nʒ = 0,   z̈ + n²z = 0

Mereka menjelaskan perilaku anehnya: sebuah dorongan ke depan (+ẏ) membuat pemburu naik (x tumbuh) dan kemudian beralih ke belakang. Jalur pendekatan dirancang sepanjang sumbu y (V-bar, dari belakang) atau sumbu x (R-bar, dari bawah, di mana gerakan alami membantu rem), dengan aturan keselamatan sehingga mesin yang gagal tidak pernah mengarah pada tabrakan.