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In December 1965 Gemini 6 and Gemini 7 flew within 30 centimetres of each other, 300 km above the Earth. It took two years of theory and practice to get there: the first attempts had shown that flying straight at your target, as a pilot would, does not work in orbit.
軌道上で追いつくには 速度を下げるんじゃない
見て
軌道上のすべては一つのルールに従う:低い方が速い。 低軌道は短く、宇宙船はそれに沿って速く移動するので、高いものを得る。
- 目標の後ろにある低軌道へ カプセルは 駅の後ろから 少し下に出発するようにタイミングしている
- 段階的に ラップごとに下部カプセルは少しずつ増加する。 ここで、ステーションの下20kmでは、軌道当たり1.6度の利得がある。
- 二つの小さな火傷ミニ・ホーマンの移動で カプセルを ステーションの軌道に乗せる
- 最終接近だ 最後の数百メートルは,飛行方向に沿ってコンピュータによって観察され,ゆっくりと飛ぶ。 接触時の閉鎖速度は数cm/sである。
理解
Orbital period: T = 2π√(r³/μ). μ = 398,600 km³/s²のとき:
- 400kmのカプセル(r=6,778km): 92.6分.
- 420km(r=6,798km)の駅: 93.0分.
各カプセルの軌道では、ステーションは92.6/93.0回転しか覆わない:カプセルは360°×(1 − 92.6/93.0)≈を獲得する。 **1.6°**約190kmです 20°のギャップを閉じるには約13回の軌道,およそ20時間かかる。
400kmから420kmへの移動は 5.6m/s 軌道速度7.7km/sに比べて小さい
マスター
ターゲットの近くで 待ち合わせエンジニアは クロヘシー=ウィルトシャー (Hill)方程式:ターゲットと共に軌道を公転するフレーム内の線形運動,xは半径方向,yは軌道沿い,nはターゲットの平均運動:
ẍ − 3n²x − 2nẏ = 0, ÿ + 2nʒ = 0, z̈ + n²z = 0
前方に押し込むと追跡者は上昇(xが成長する)し,その後後方へドリフトするという奇妙な挙動を説明した 近接経路をy軸に沿って設計した。Vバー後ろから)またはx軸(R-バーエンジン故障が衝突につながらないように安全規則を設けた。
やってみろ
あなたがカプセルで、ステーションの後ろ20度、同じ高さにいるとしましょう。エンジンを前進させると軌道はどうなるでしょうか?近づくのか遠ざかるのか? (ヒント: ホーマンの教訓を考えてください)
素晴らしい 挑戦は学習の始まりだ
クイッククイズ
3 簡単な質問です 正解を選んでみてください
-
カプセルは宇宙ステーションの後ろにある 少し低い軌道で
- A さらに後退する
- B 下の軌道が速いから追いつく
- C 同じ距離を保つ
- D 地球に衝突
答えを表示
B. 下の軌道が速いから追いつく
-
なぜ宇宙船は エンジンを前進させて 同じ軌道にある目標を捕まえられないのか?
- A 加速すると軌道が上がって ラップが長くなるから
- B エンジンが前進できないから
- C 空気抵抗のため
- D できるよ そういうことだ
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A. 加速すると軌道が上がって ラップが長くなるから
-
ドッキング時のカプセルはどれくらいの速さでステーションに接近する?
- A 約7.7km/s
- B 約100m/s
- C 毎秒数センチ
- D 正確にゼロ
答えを表示
C. 毎秒数センチ
このレッスンの単語
ソース
- NASA, Rendezvous and docking (Gemini 6 and 7, the first space rendezvous, 1965)
- ESA, Automated Transfer Vehicle rendezvous and docking
- W. H. Clohessy and R. S. Wiltshire, Terminal Guidance System for Satellite Rendezvous (1960), J. Aerospace Sciences 27(9)
- JPL SSD, Astrodynamic parameters
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