ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)
델타- v 매핑
이게 뭐야? 우주 여행지도입니다. 각 선은 여행의 한 단계를 나타내며, 그 숫자는 해당 단계를 비행하기 위해 우주선이 속도를 얼마나 바꿔야 하는지를 나타냅니다. 단계를 더하면 여행의 연료 예산을 알 수 있습니다.
사용 방법: 지도에서 두 개의 점을 탭하거나 출발지 및 도착지 메뉴를 사용하여 출발지와 도착지를 선택하거나 여행 버튼 중 하나를 누르면 경로가 표시되고 연료 예산 막대는 각 구간을 더합니다.
이 여행의 연료 예산
합계 델타- v
옆으로 쓸어넘겨 전체 지도를 보십시오.
값은 일반적으로 표시되지 않는 한, 일방적이고 이상적인 충동적인 기동입니다. 실제 임무에서는 손실과 비행기 변경을 추가합니다.
이걸 해봐
- 지구 표면에서 저궤도로 이동하려면 "궤도"를 누르십시오.주의: 첫 단계의 비용은 9.4 km/s이며, 달 궤도에서 달 표면까지 가는 데에는 5.6 km/s가 더 소요된다.
- "달로"를 누르고, "화성으로"를 누르고, 총계를 비교하세요.주의: They are almost the same: about 15.0 and 15.1 km/s, even though Mars is always more than a hundred times farther away than the Moon. 화성에는 착륙할 때 브레이크를 밟을 공기가 있습니다. 달은 없습니다. 그래서 속도를 줄이는 일마다 연료가 소모됩니다.
- 화성 표면에서 지구 표면으로 여행을 계획합니다.주의: 지구 표면으로 내려가는 마지막 단계의 비용은 0 km/s이다: 지구의 공기와 열 차단제가 모든 아폴로 우주선에 대해서 했던 것처럼 제동을 한다. 화성을 떠나기 위해서는 여전히 4.1 km/s 정도의 비용이 필요하다.
- "정지궤도로"를 누르고 저지구 궤도에서 저월면 궤도로 이동하는 것과 비교하십시오.주의: TV와 기상 위성이 앉아있는 고도의 궤도에 도달하는 데는 달 주위를 도달하는 것과 비슷한 비용이 필요하다: 두 경우 모두 지구 저궤도에서 약 3.9 km/s이다.
그 뒤에 있는 아이디어
델타-v란 무엇입니까?
자동차 여행을 생각해 보세요. 가속할 때마다 브레이크를 밟을 때마다 합산하면 델타-v가 나옵니다. 우주에는 밀어붙일 도로도 없고 브레이크도 없기 때문에, 속도의 모든 변화는 위아래로 로켓 엔진에서 나오며, 그 모든 변화에 연료가 소모됩니다.
왜 궤도에 도달하는 것이 가장 어려운 단계입니까?
궤도에 있는 것은 높은 곳에 있지 않는다는 것입니다. 그것은 지구 주위를 돌아가는 대신 지구 안으로 계속 떨어지는 것처럼 너무 빠르게 옆으로 가는 것입니다. 공기 위에서 약 7.8 km/s (시속 28,000km)로 90분 정도면 지구를 한 바퀴 도는 것을 의미합니다. 상승하는 과정에서 로켓은 중력과 공기 저항을 이겨내기 위해 약 1.5 ~ 2 km/s의 속도를 잃습니다 (지구의 회전이 조금 후퇴하게 됩니다), 따라서 이 단계는 약 9.4 km/s입니다.
왜 달에 착륙하는 것보다 화성에 착륙하는 것이 저렴합니까?
화성은 얇은 대기를 가지고 있다. 착륙선이 고속으로 공기를 맞으면 열 방패가 그 속도를 열로 바꿉니다. 낙하산과 마지막에 짧은 로켓 점화는 나머지를합니다. 따라서 지도는 화성에 착륙하기 위해서는 0 km/s의 로켓 연료를 사용해야 하지만, 엔진이 모든 제동을 해야 하는 공기가 없는 달에서는 1.63 km/s를 사용해야 한다. 화성을 떠나는 것은 또 다른 이야기이다: 궤도로 다시 오르는 데는 4.1 km/s 정도의 비용이 든다.
에어로브레이킹이란 무엇인가요?
행성의 공기를 자유 브레이크로 사용하는 거야 우주선이 대기권의 얇은 상층부로 들어가면, 저항력이 느려지고, 그렇지 않으면 연소할 연료를 절약하게 된다. In 2006 NASA's Mars Reconnaissance Orbiter shrank its orbit this way, with hundreds of dips through Mars's upper air over about five months.
왜 각 km/s가 그렇게 중요합니까?
로켓은 자체 연료를 운반해야 하며, 그 연료는 밀려나야 합니다. 따라서 초당 추가되는 킬로미터마다 이전보다 더 많은 연료가 필요합니다. 그래서 달에 우주비행사들을 보낸 새턴 V의 무게는 발사 당시 거의 3000톤이었고, 대부분은 추진제였습니다.
출처: 계산된 다리는 표준 두 몸체 궤도 공식을 사용합니다. NASA/JPL planet data (scripts/build-deltav.mjs); 위키백과의 델타 V 예산 문서와 그 인용 참조에서 일반적인 다리. 새턴 V 발사 질량: NASA화성 정찰 궤도선 aerobraking: NASA- 로켓 연구소
"델타 비"라고 말해보세요. 이것은 "속도 변화"를 의미합니다: 우주선이 얼마나 가속되거나, 느려지거나, 방향을 바꿔야 하는가? 이는 초당 킬로미터(km/s)로 측정되는 여행에 대한 연료 예산과 같습니다.
용어집에서 더 보기 →행성이나 별 주위를 계속해서 떨어지는 무언가의 경로, 그것이 충분히 빠르게 옆으로 이동하기 때문에 항상 맞지 않고.
용어집에서 더 보기 →공기 위로 몇백km 높이에 있는 궤도입니다. 국제 우주 정거장은 거기서 지구를 한 바퀴 도는 데 90분이 걸립니다.
적도 위 35,786km의 고도에 있는 이 궤도는 지구를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간이 지구가 한 바퀴 돌아가는 시간과 같습니다(24시간 미만). 거기에 있는 위성은 하늘에서 아직도 떠있는 것처럼 보입니다.
길게 뻗은 궤도는 한 장소에서 다른 장소로 가기 위해 사용되었습니다. 고속도로의 슬립 도로처럼요. 당신은 그것을 따라 지나갈 뿐이고, 거기에 남아 있지 않습니다.
행성의 공기를 자유 브레이크로 사용한다. 우주선은 대기권 상층부에 잠수하고, 공기 저항으로 인해 속도가 느려지며 연료를 절약한다. 그 대가는 열이므로, 히트 실드나 부드러운 통과가 필요하다.
두 원형 궤도 사이를 이동하는 가장 연료 절약 방법: 한번 누르면 새로운 궤도에 바로 닿는 타원형 경로가 시작되고, 그곳에 도착하면 두 번째로 누릅니다.
용어집에서 더 보기 →데이터 테이블 (텍스트 대체)
| 메시지 보내기 | 둘 | → | ← | 어떻게 처리되었는지 |
|---|---|---|---|---|
| 지구 표면 | 낮은 지구 궤도 (200 km) | 9.4km/s | 0km/s (에어로브레이킹을 사용할 수 있습니다.) | 일반 (게시됨): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including losses궤도로 발사: 궤도 속도 약 7.8 km/s, 중력과 공기 저항에 의한 손실을 더한다. |
| 낮은 지구 궤도 (200 km) | 정지궤도 이동 궤도 | 2.45km/s | 2.45km/s (에어로브레이킹을 사용할 수 있습니다.) | 계산된 (이상): Hohmann perigee burn, 200 km to 35,786 km altitude, equatorial |
| 정지궤도 이동 궤도 | 정지궤도 | 1.48km/s | 1.48km/s | 계산된 (이상): Hohmann apogee burn, no plane change적도에서 멀리 떨어진 발사지점에서, 궤도 기울기를 바꾸는 것 또한 초당 수백 미터의 추가로 이루어진다. |
| 낮은 지구 궤도 (200 km) | 지구 탈출 | 3.22km/s | 3.22km/s (에어로브레이킹을 사용할 수 있습니다.) | 계산된 (이상): Escape speed minus circular speed at 200 km |
| 낮은 지구 궤도 (200 km) | 달로 이동 | 3.13km/s | 3.13km/s (에어로브레이킹을 사용할 수 있습니다.) | 계산된 (이상): Raise apogee to the Moon's mean distance |
| 달로 이동 | 낮은 달 궤도 (100 km) | 0.82km/s | 0.82km/s | 계산된 (이상): Patched conic capture into a 100 km lunar orbit |
| 낮은 달 궤도 (100 km) | 달 표면 | 1.63km/s | 1.63km/s | 계산된 (이상): Circular speed at 100 km (ideal, no gravity losses; real landings need more) |
| 낮은 지구 궤도 (200 km) | 화성으로 이동 | 3.61km/s | 3.61km/s (에어로브레이킹을 사용할 수 있습니다.) | 계산된 (이상): Earth-Mars Hohmann departure from 200 km, Oberth effect included |
| 화성으로 이동 | 화성 저궤도(300km) | 2.09km/s (에어로브레이킹을 사용할 수 있습니다.) | 2.09km/s | 계산된 (이상): Capture into a 300 km circular Mars orbit |
| 화성 저궤도(300km) | 화성 표면 | 0km/s (에어로브레이킹을 사용할 수 있습니다.) | 4.1km/s | 일반 (게시됨): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including losses착륙은 대부분 대기를 이용한다(열 차단과 낙하산); 궤도로의 상승은 공개된 전형적인 값이다. |
| 낮은 지구 궤도 (200 km) | 지구 근접 소행성 (벤누) | 4.11km/s | 4.11km/s (에어로브레이킹을 사용할 수 있습니다.) | 계산된 (이상): Heliocentric Hohmann 1 au to Bennu's semi-major axis, coplanar (ignores its 6 degree inclination and its eccentricity); departure from 200 km LEO |
| 낮은 지구 궤도 (200 km) | 세레스의 궤도 | 9.48km/s | 9.48km/s (에어로브레이킹을 사용할 수 있습니다.) | 계산된 (이상): 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 |
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