軌道挿入:捕獲

On 10 March 2006, after seven months in space, NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter fired its six main engines for 27 minutes. その間の一部は火星の後方にあり、無線通信が途絶えていたので、地球上の誰もそれが機能していたかどうか知ることができなかった。 もし燃焼が失敗したら、宇宙船は火星を通過して太陽の周りの無限軌道に入っていたであろう。

到着するだけでは不十分だ。 捕まえなきゃ

見て

宇宙船は惑星で「止まる」わけではない。 それはそこに向かって落ちる スピードアップ 近づくにつれ 開いた曲線が見えます 双曲線. 一人にしておくと 惑星を回って また飛び去る 入った瞬間の速さで

正確な瞬間に速度を落とさなければならない 最も近いところで:

1. バーンを捕まえろ エンジンは運動方向に反対に発射する。 軽度の火傷は開いた曲線を 長く閉じた曲線に変えます 楕円.
2. エアブレーキ 燃料を燃焼する代わりに，制御装置は軌道の低点を大気の薄い頂部へ下げる。 飛行するたびに 少しずつ空気抵抗が減少して 高度が下がる
3. Science orbit. After hundreds of passes over about five months, MRO reached a low, nearly circular orbit about 250 by 316 km up, and could start mapping Mars.

理解

地球からホーマンのような軌道で来て 2.65 km/s 火星よりも遅いです 火星の観点から言えば、それはその「無限大速度」である。 地表から426キロに落ちて

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

On an ellipse from 426 km to 44,500 km, the speed at the low point must be 4.56 km/s (vis-viva). The ideal, instantaneous capture burn is therefore about 0.87 km/s. 実際の27分間燃焼は曲線に沿って広がるため効率が悪く，ＭＲＯは宇宙船を約1ｋｍ／ｓ減速させた。

低円軌道に直接捕獲するには約2ｋｍ／ｓのコストがかかる（Ｔｒｙ　ｉｔを参照）。 エアロブレーキはその差の大部分を節約し，節約された燃料が宇宙船と科学になる。

マスター

A hyperbola has semi-major axis a = −μ/v∞² and eccentricity e = 1 + r_p v∞²/μ. 遠方から近点までの飛行時間は双曲Ｋｅｐｌｅｒ方程式Ｍ＝ｅｓｉｎｇ　Ｆ−Ｆにより定められる。

遠点ｒａをもつ楕円に近点ｒｐでの捕獲Δｖは，次の式で表される。

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

非常に長い楕円の場合は最小です (r_a → large) 宇宙船はほとんど捕捉されません そのため，到着はまずゆるい軌道に入り，その後エアロブレーキや数回の小さな燃焼が起こる。 火星への有人ミッションは エアロキャプチャ ヒートシールドの後方で大気を深く通過すると 捕獲燃焼は完全に代替される