Ńkwado orbital: na-echekwa

Na 10 March 2006, mgbe ọnwa isii n’ime mbara igwe, NASA nke Mars Reconnaissance Orbiter gbawara engines ya ise maka minit 27. Maka akụkụ nke oge ahụ ọ dị n’azụ Mars, n’èzí njikọta radio: enweghị onye na-ahụ maka ụwa nwere ike ịma ma ọ bụrụ na ọ rụrụ ọrụ. Ọ bụrụ na ọnwụ ahụ adịghị, ụgbọelu ahụ ga-agafe Mars ma gaa n’okporo ụzọ na-enweghị atụ gburugburu anyanwụ.

Ọ bụghị nke zuru ezu. I kwesịrị ịna-ewepụ.

Nlegharị anya

Spaceship anaghị “akwụsị” na planet. Ọ na-apụ n’ebe ya nọ, na-agba ọsọ elu ka ọ na-aga nso, n’ime kurva mepere emepe a kpọrọ hyperbola. Ọ bụrụ na a hapụ ya n’onwe ya, ọ ga-adọba ụgbọala gburugburu ụwa ma banye n’ebe ahụ ọzọ, dị ka ngwa ngwa ọ dị mgbe ọ bịara.

Ka ọ nọgide, ọ ga-ahapụ ọsọ n’oge ziri ezi, n’ụzọ dị nso:

1. Kapọọ burn. Enweghi ike igbuo n’ihi na ọ bụghị n’ụzọ nke mmegharị ahụ. Nnọọ n’ime na-atụgharị ọfụụ mepee kurva ka ọ bụrụ ogologo, mechie Ellipse.
2. Aerobraking. N’ebe ọbụla nke ịkụnye ọkụ n’ọnụ, ndị na-ahụ maka ya na-ewepụ ala ala nke orbit ahụ n’elu elu nke ikuku. Ọdịnaya ọbụla, ihe na-adọta ikuku nke obere na-eme ka ụgbọelu ahụ dị n’okpuru ma wepụ ya.
3. Science orbit. Mgbe ọbụna puku ndị na-aga n’ihu karịa ọnwa ise, MRO ruru ala, dị ka etiti orbit banyere 250 site na 316 km elu, ma nwee ike ịmalite imepe Mars.

Mara

Site n’ụwa na ụzọ Hohmann-dị ka, ụgbọelu ahụ ruru Mars banyere 2.65 km/s dị ala karịa Mars. Site n’ihe ọmụma nke Mars bụ “nrụgide na infinity”, v∞. Na-apụ na 426 km n’elu ala, ọ na-agba ọsọ ruo

v = √(v∞² + 2μ/r) = √(2.65² + 2 × 42,828 / 3,822) ≈ 5.4 km/s

N’elu ellipse site na 426 km ruo 44,500 km, ọsọ n’ebe dị ala ga-abụ 4.56 km/s (vis-viva). N’ihi ya, ọbụla, nrụnye ntọala nke oge a bụ banyere 0.87 km/s. A 27-minute n’ezie na-ekpo ọkụ bụ obere ike n’ihi na ọ na-apụ n’akụkụ curve; MRO’s slowed the spacecraft by about 1 km/s.

Igwefoto na-aga n’ihu n’ime orbit dị ala nwere ike iburu ihe dịka 2 km/s (lee Try it). Ọtụtụ n’ime ihe ndị a na-eme ka ọ bụrụ ihe dị mkpa maka njem na sayensị.

Onyenwe

A na-akpọ ya “ọnụ ụzọ abụọ” n’ihi na ọ nwere otu axis, nke bụ a = −μ/v∞² na e = 1 + r_p v∞²/μ. Oge ụgbọelu site n’ebe dị anya ruo na periapsis ahaziela ya site na Kepler equation M = e sinh F − F.

Nnọọ Δv na periapsis r_p gaa n’eluigwe ellipse na apoapsis r_a bụ

Δv = √(v∞² + 2μ/r_p) − √(2μ r_a / (r_p (r_p + r_a)))

nke ka n’okpuru maka ellipse ogologo (r_a → nnukwu): a na-echekwa spaceship ahụ. Ọ bụ ya mere ndị na-abịa ga-eji banye n’okporo ụzọ dị mfe, nakwa ihe kpatara aerobraking ma ọ bụ ọtụtụ ọkụ dị obere ga-eso. Maka ọrụ ndị Mars, aerocapture (otu n’ime ụzọ dị n’elu ala site na mbara igwe n’azụ okpomọkụ shield) nwere ike ịgbanwe ịkwado ọnwụ niile.