Орбита ендіруі: ұсталуда

2006 жылы 10 наурыз күні, космостан жеті ай өткеннен кейін NASA-дың Mars Reconnaissance Orbiter 27 минут бойы алты негізгі қозғалтқышын іске қосты. Бұл уақыттың бір бөлігінде ол Марстың артында, радио байланыстан тыс болды: Жер бетінде ешкім оның жұмыс істеп тұрғанын білмеді. Егер зымыранның жарылуы болмаған болса, онда ол Марстан өтіп, Күннің айналасында шексіз орбитаға ұшып шығады.

Қайта оралу жеткіліксіз. Сені ұстау керек.

Көру

Космонавтиканың дамуына «Астрономия» ғылыми-зерттеу институты зор үлес қосты. Бұл ретте, бұл нүктеге жақындаған сайын жылдамдығы артады, ал бұл гипербола деп аталатын ашық қисық арқылы жүреді. Егер оны бір өзі қалдырсақ, ол планетаны айналып өтіп, қайтадан асып кетеді.

Қалыпта қалу үшін, ол жылдамдығын дәл осы сәтте жоғалтуы керек, ең жақын:

1. Жүргізуші сөндіру. Двигательдер қозғалыс бағытына қарсы отырады. Орташа күйдіру ашық қисықты ұзын, жабық қылып өзгертеді эллипс.
2. Аэротормоз. Жабдықты көп жағудың орнына, контроллерлер орбитаның төменгі нүктесін атмосфераның қалың жоғарғы бөлігіне түсіреді. Әрбір өту кезінде, қысқа ауа соққысы космос аппаратын баяулатады және жоғары нүктені төмендетеді.
3. Ғылыми орбита. Бес ай бойы жүздеген рет ұшып өткеннен кейін, MRO төменгі, 250-316 км биіктікте айналмалы орбитаға жетті және Марсты картаға түсіруге кірісті.

Түсінген

Жерден Хоманн тәрізді жолмен келе жатқан аппарат Марсқа шамамен 2,65 км/ с Марстан баяу. Марстың көзқарасы бойынша, бұл оның «бескрайняя скорость» (бескрайний темп) v∞. Жер бетінен 426 км биіктікке құлап, жылдамдығы

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

426 км-ден 44500 км аралығында орналасқан эллипстің төменгі нүктесіндегі жылдамдығы 4,56 км/с болуы керек (vis-viva). Сондықтан, идеалды, бірден-бір жазылған жазу шамамен 0,87 км/ с. 27 минуттық шынайы жару жылдамдығы төмен, өйткені ол қисық бойымен таралады; MRO-лар космос аппаратын шамамен 1 км/с баяулатады.

Орбиталық жылдамдығының 2 км/с-қа дейін жетуі мүмкін (бұл орбитаның ең төменгі жылдамдығы). Аэроқабылдау бұл айырманың көп бөлігін үнемдеуге мүмкіндік береді, ал үнемделген отын космос аппараттары мен ғылымға айналады.

Басшы

Гипербола үлкен жарты осі a = −μ/v∞² және эксцентриситеті e = 1 + r_p v∞²/μ. Периапс пен алыстан ұшу уақыты гиперболалық Кеплер теңдеуімен анықталады: M = e sinh F − F.

Периапс r_ p- те Δv периапс r_ a- дағы эллипсоидқа түсуі

Δv = √( v∞² + 2μ/ r_ p) − √( 2μ r_ a / (r_ p (r_ p + r_ a)))

өте ұзын эллипс үшін ең кіші (r_ a → үлкен): космос аппараты ешқашан түсірілмейді. Бұл орбиталық қозғалыс кезіндегі атомдардың бір-біріне жақындауы немесе алыстауы арқылы пайда болады. Марсқа ұшу үшін aerocapture (жарық қорғанысы арқасында атмосферадан бір терең өту) тұтастай алып тастауға болады.