Delta- v картасы
Жер, орбита, Ай, Марс және астероидтер арасында жылжу үшін жылдамдық өзгеруінің мөлшері.
ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)
Delta- v картасы
Бұл не? Космикалық саяхаттардың картасы. Әрбір сызық сапардың бір бөлігін көрсетеді, оның нөмірі осы бөлігін орындау үшін ғарыш кемесінің жылдамдығын қаншалықты өзгерту керектігін көрсетеді. Жолдарды қосып, сапардың отын шығынын таба аласыз.
Қалай қолдану керек: Бастау және мақсатты таңдаңыз: картадағы екі нүктені түртіңіз, Қайдан мен Қайға мәзірлерін қолданыңыз немесе жолдау батырмаларының бірін басыңыз. Жол белгілері жарқырап, отын шығынының бағасы әрбір бағыт бойынша қосылады.
Бұл сапардың отын бюджеті
Жалпы дельта- v
Картаны толық көру үшін бүйірден сүйреңіз.
Мәндер бір бағыттағы, үлгі деп белгіленбегенде идеалды импульстік маневрлер. Шынайы миссиялар шығындар мен ұшу жолдарын өзгертуді қосады.
Мұны сынап көріңіз
- Жер бетінен төменгі орбитаға ауысу үшін "Орбитаға" дегенді басыңыз.Ескерту: Бұл бірінші қадам 9,4 км/с жылдамдықпен жүреді. Орбитадан Айдың бетіне дейінгі жолды жүру үшін тек 5,6 км/с жылдамдық қажет.
- "Айға", содан кейін "Марсқа" басыңыз, және жалпы сандарды салыстырыңыз.Ескерту: Олар бірдей: шамамен 15,0 және 15,1 км/с, тіпті Марс Айдан жүз есе алыс болса да. Марста сіз қонғанда ауа бар, ал Айда жоқ, сондықтан баяулау әрбір секунды отынға ақша жұмсайды.
- Марс бетінен Жер бетіне қайту сапарын жоспарлау.Ескерту: Жер бетіне дейінгі соңғы қадам 0 км/с: Жердің ауасы мен жылу қорғанысы барлық Аполлон экипажының жасаған сияқты тоқтатады. Марстан көтерілу әлі де 4.1 км/с-қа тұрады.
- "Геостационарлық орбитаға" батырмасын басып, төменгі Жер орбитасынан төменгі Ай орбитасына өтуін салыстырыңыз.Ескерту: Теледидар және ауа райы ғарыш аппараттары орналасқан жоғары орбитаға жету үшін Ай айналасындағы орбитаға жетумен бірдей шығындар қажет: екі жағдайда да Жердің төменгі орбитасы бойынша секундына 3,9 км жылдамдықпен.
Оның артында жатқан идеялар
Дельта- v дегеніміз не?
Жол жүру туралы ойлаңыз. Жылдамдық пен тежеудің әрбір ретін қосыңыз: бұл сіздің дельта- v дегеніңіз. Аспанда жол жоқ, тежеуіш те жоқ, сондықтан жылдамдық өзгерісі, жоғары немесе төмен, ракета қозғалтқышына байланысты болады, және оның әрбір бөлігіне отын керек.
Орбитаға шығу неге ең қиын қадам?
Орбитада болу дегеніміз жоғарыда болу емес. Бұл ретте, ол өзінің әрекетін тек қана жер бетінде ғана емес, сонымен қатар оның айналасында да жүзеге асырады. Ауа үстінде бұл шамамен 7.8 км/с (шамамен 28,000 км/сағ), планетаны бір айналу кезінде шамамен 90 минут. On the way up a rocket also loses roughly 1.5 to 2 km/s fighting gravity and air drag (Earth's spin gives a little back), so this one step costs about 9.4 km/s.
Неге Марсқа қону Айға қонудан қымбат?
Марстың тығыз атмосферасы бар. Жерсеріктік аппарат жоғары жылдамдықпен ауаға соқтығысса, оның жылу қорғанысы жылдамдықты жылуға айналдырады. Парашют пен қысқаша ракета жарылыс соңында қалғанын жасайды. Мысалы, картада Марсқа қону үшін 0 км/с ракета отынының қажеті бар, ал Айға ұшу үшін 1.63 км/с керек. Марсты тастау - бұл басқа әңгіме: орбитаға қайта көтерілуге шамамен 4.1 км/с жұмсалады.
Аэропорт дегеніміз не?
Планетаның ауасын еркін тоқтағыш ретінде қолдану. Космикалық аппарат атмосфераның төменгі қабатына түсіп, соққысы оны баяулатады, бұл басқаша күйіп кететін отынның шығынын азайтады. 2006 жылы NASA деген Mars Reconnaissance Orbiter орбитасын осылайша қысқартты, шамамен бес ай ішінде Марстың жоғары ауасынан жүздеген рет түсіп өтті.
Неліктен әрбір км/с соншалықты маңызды?
Ракета өз отынымен жүруі керек, ал ол отын да қозғалу үшін жіберіледі. Сондықтан секундына әрбір жаңа километрге бұрынғыдан да көп отын қажет. Осыған байланысты Айға астронавттарды жіберген Сатурн V ракетасы ұшырылғанда салмағы шамамен 3000 тонна болды, оның басым бөлігі – қозғалтқыш майы.
Көзі: есептелген аяқтар стандартты екі дененің орбиталық формулаларын қолданады NASA/JPL планета мәліметтері (scripts/build-deltav.mjs); типтік аяқтар Wikipedia-дағы Delta-v бюджет мақаласы мен оның сілтемелері бойынша алынған. Saturn V іске қосу массасы: NASA. Mars Reconnaissance Orbiter аэробиялық тежеуі: NASA/JPL.
"Дельта в" деп айтыңыз. Бұл "жылдамдық өзгеруі" дегенді білдіреді: ғарыш аппараты қанша жылдамдауы, баяулауы немесе бағытын өзгертуі керек. Бұл секундына километрмен (км/ с) өлшенетін жолдағы отын шығыны сияқты.
Глоссарийдегі қосымшасы →Планета немесе жұлдыз айналасында біртіндеп құлап, бірақ оған соқпай тұратын, себебі ол жағына қарай тез қозғалып жатқан нысанның жолы.
Глоссарийдегі қосымшасы →Орбита ауаның үстінде, бірнеше жүз шақырым биіктікте. Халықаралық ғарыш станциясы осы орбитаға ұшып барып, Жерді бір айналып шығу үшін шамамен 90 минут уақыт кетеді.
A high orbit, 35,786 km above the equator, where one trip round Earth takes as long as one turn of Earth (just under 24 hours). Бұл жердегі спутник аспанға әлі көтерілмеген сияқты, сондықтан оны теледидар мен ауа райы спутниктері пайдаланады.
Бір жерден екінші жерге өту үшін қолданылатын ұзын орбита, автокөлік жолының тесік жолы сияқты. Онымен тек қана өтіп кетеді, онда тұрмайды.
Планетаның ауасын еркін тоқтағыш ретінде қолдану. Космикалық аппарат атмосфераның төменгі қабатына түсіп, ауаның қарсылығы оны баяулатады, отын үнемдеу үшін. Бірақ бұл ыстықты шығарады, сондықтан жылу қорғанысы немесе бірнеше рет жеңіл өтуі керек.
Екі дөңгелек орбита арасында қозғалудың ең отын үнемдеу жолы: бір рет басып, жаңа орбитаға жақындайтын эллиптикалық жолды бастаңыз, сосын екінші рет басып, сонда жетіңіз.
Глоссарийдегі қосымшасы →Деректер кестесінің (мәтіндік) орны
| & Алушы | Екі | → | ← | Бұл қалай шешілді |
|---|---|---|---|---|
| Жер беті | Жердің төменгі орбитасы (200 км) | 9,4 км/с | 0 км/с (аэротормозды қолдана алады) | әдетті (жарияланған): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesОрбиталық жылдамдығы 7,8 км/с, ал гравитациялық және ауа қозғалысы әсерінен жоғалады. |
| Жердің төменгі орбитасы (200 км) | Геостационарлық ауысу орбитасы | 2,45 км/с | 2,45 км/с (аэротормозды қолдана алады) | есептелген (идеалды): Hohmann perigee burn, 200 km to 35,786 km altitude, equatorial |
| Геостационарлық ауысу орбитасы | Геостационарлық орбита | 1,48 км/с | 1,48 км/с | есептелген (идеалды): Hohmann apogee burn, no plane changeЭкватордан тыс жердегі ғарыш станциясынан орбитаның бұрылуының өзгеруі секундына бірнеше жүз метрге дейін артады. |
| Жердің төменгі орбитасы (200 км) | Жерден қашу | 3,22 км/с | 3,22 км/с (аэротормозды қолдана алады) | есептелген (идеалды): Escape speed minus circular speed at 200 km |
| Жердің төменгі орбитасы (200 км) | Айға ауысу | 3,13 км/с | 3,13 км/с (аэротормозды қолдана алады) | есептелген (идеалды): Raise apogee to the Moon's mean distance |
| Айға ауысу | Айдың төменгі орбитасы (100 км) | 0,82 км/с | 0,82 км/с | есептелген (идеалды): Patched conic capture into a 100 km lunar orbit |
| Айдың төменгі орбитасы (100 км) | Ай беті | 1,63 км/с | 1,63 км/с | есептелген (идеалды): Circular speed at 100 km (ideal, no gravity losses; real landings need more) |
| Жердің төменгі орбитасы (200 км) | Марсқа тасымалдау | 3,61 км/с | 3,61 км/с (аэротормозды қолдана алады) | есептелген (идеалды): Earth-Mars Hohmann departure from 200 km, Oberth effect included |
| Марсқа тасымалдау | Марстың төменгі орбитасы (300 км) | 2,09 км/с (аэротормозды қолдана алады) | 2,09 км/с | есептелген (идеалды): Capture into a 300 km circular Mars orbit |
| Марстың төменгі орбитасы (300 км) | Марс беті | 0 км/с (аэротормозды қолдана алады) | 4,1 км/с | әдетті (жарияланған): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesОрбиталық қозғалыс (орбитальды қозғалыс, орбиталық қозғалыс) — Жердің айналу орбитасында жүретін қозғалыс. |
| Жердің төменгі орбитасы (200 км) | Жерге жақын астероид (Бенну) | 4,11 км/с | 4,11 км/с (аэротормозды қолдана алады) | есептелген (идеалды): Heliocentric Hohmann 1 au to Bennu's semi-major axis, coplanar (ignores its 6 degree inclination and its eccentricity); departure from 200 km LEO |
| Жердің төменгі орбитасы (200 км) | Церера орбитасы | 9,48 км/с | 9,48 км/с (аэротормозды қолдана алады) | есептелген (идеалды): Heliocentric Hohmann 1 au to Ceres, coplanar (ignores its 10.6 degree inclination); departure from 200 km LEO, capture into a 200 km Ceres orbit |
Құралдар мен сабақтар тек үйрену үшін жеңілдетілген модельдерді қолданады. Олар навигация, миссияны жоспарлау немесе басқа да операциялық шешімдерге қолданылмайды. Куәліктердің құны жоқ және аккредиттеусіз. Білім беру мазмұнына қатысты жауапкершіліктен бас тарту туралы мәліметті оқыңыз