Wepụta windo: ụzọ gaa Mars

Na Julaị 2020, ọrụ atọ gara n’ụwa gaa Mars n’ime ụbọchị iri abụọ na abụọ: United Arab Emirates’ Hope orbiter, China’s Tianwen-1 na NASA’s Perseverance rover. Ọ bụghị ihe a na-emeghị n’ụzọ ziri ezi. Mars nwere ike ịga n’ụzọ dị mfe mgbe planets na-ejikọta ya n’ụzọ ziri ezi, na nke ahụ ga-eme ihe dịka ọnwa 26.

Ịnweghị ike ịtụle planet. Í ga-émè n’ebe ọ ga-abụ.

Nlegharị anya

Earth na Mars abụọ na-agbagharị n’ụsọ anyanwụ, Earth na-aga n’ime ụzọ ma na-agafe ngwa ngwa. Ụgbọ elu na-ahapụ ụwa anaghị apụ n’ụdị ọfụma: ọ na-eso orbit ya gburugburu anyanwụ, nke bụ ellipse nke na-amalite na orbit Earth ma gwụchaa na Mars.

• Oge njem ahụ dị ihe dịka 259 ụbọchị n’ụzọ dị ọnụ ala.
• N’oge ahụ Mars na-agakwa n’ihu, yabụ ọ ga-abụ ihe dịka 44 degrees ahead nke ụwa mgbe e mechara.
• Earthụ na-agafe Mars nakwa ebe ahụ ka ọ na-aga n’ihu naanị kwa 780 ụbọchị, ihe dịka ọnwa 26.

Kwụsị windo site na izu ole na ole ma ọ bụ n’ihi na ụgbọala ahụ ga-ewe ọtụtụ mmanụ ọkụ, ma ọ bụ ọ ga-adịchaghị mma maka rocket ị nwere. Kwụsị, na windo ọzọ bụ afọ abụọ n’ebe ahụ.

Mara

Na-echekwa orbits abụọ dị ka ọkpụgụ (Iheala na 1 AU, Mars na 1.524 AU) na iji Sun’s μ = 1.327 × 10¹¹ km³/s²:

• Ellipse nke ntụgharị nwere a = (1 + 1.524)/2 = 1.262 AU; oge ya nke ọkara bụ 259 ụbọchị.
• Ọ bụrụ na a hapụ ụwa, ụgbọelu ahụ chọrọ 2.94 km/s karịa nke ụwa nwere 29.8 km/s n’ụsọ anyanwụ.
• Ọ na-abịa n’okporo ụzọ Mars 2.65 km/s nke dị n’okpuru Mars ma ọ ga-echekwa ya (nkuzi ọzọ).
• Phase angle: n’ime ụbọchị 259 Mars na-ekpuchi 360° × 259/687 ≈ 136°, ya mere ọ ga-amalite 180° − 136° ≈ 44° n’ihu.

Ọrụ ndị dị n’okporo ụzọ bụ nke na-ebili ma ọ bụ nke na-atụgharị, yabụ windo ọ bụla dị iche; ndị na-eme atụmatụ ọrụ ahụ na-achọ ọtụtụ puku ụbọchị mbido na ụbọchị bịa n’otu oge ahụ na “porkchop plots”. Ọ bụrụ na ịkwụ ụgwọ obere karịa Δv, ị ga-azụta njem dị mkpirikpi: Perseverance gara 203 ụbọchị.

Onyenwe

Oge synchronic:

1/S = 1/P_Earth − 1/P_Mars  →  S = 1 / (1/365.25 − 1/686.98) ≈ ụbọchị 780

Ọrụ nke eluigwe dị ala abụghị naanị 2.94 km/s: ọ bụ ihe dị ka ọsọ nke v∞ Earth ga-ahapụ ya na ya. N’ịgbanye na 200 km eluigwe, ọsọ ahụ achọrọ bụ √(v∞² + 2μ_E/r), yabụ ọbịbịa site na 7.79 km/s parking orbit bụ banyere 3.6 km/s, na Oberth effect na-eme ka ọ dịkwa ọnụ ala karịa ịgbakwunye 2.94 km/s n’ebe anyanwụ nọ. Ụgbọala na-apụ apụ na-ekwu nke a dị ka C3 = v∞² ≈ 8.7 km²/s², ihe ala maka ịlaghachi Mars.