ບົດຮຽນນີ້ໄດ້ຂຽນໂດຍສະມາຊິກຂອງກຸ່ມ Local Solar System Foundation ແລະສາມາດປັບປຸງໄດ້ໂດຍຜູ້ກວດສອບທີ່ມີຄຸນສົມບັດ. ທ່ານມີຄວາມຮູ້ໃນຫົວຂໍ້ນີ້ບໍ? ແນະນຳການແກ້ໄຂ
ໃນເດືອນກໍລະກົດ 2020 ມີພາລະກິດສາມຢ່າງທີ່ອອກຈາກໂລກໄປສູ່ດາວອັງຄານພາຍໃນເວລາສີ່ສິບສອງວັນ: ຍານອະວະກາດຂອງສະຫະລັດອາຣັບເອມິເຣດ, Tianwen-1 ຂອງຈີນແລະ NASAລົດຖີບ Perseverance ຂອງ NASA ນັ້ນບໍ່ແມ່ນເລື່ອງບັງເອີນ. ເຮົາສາມາດໄປເຖິງດາວອັງຄານໄດ້ຢ່າງມີລາຄາຖືກ ເມື່ອດວງຈັນທັງຫຼາຍຈັດລຽງກັນຢ່າງຖືກຕ້ອງ ແລະ ນັ້ນກໍເກີດຂຶ້ນທຸກໆ 26 ເດືອນ.
ຕົວເລືອກອື່ນ ທ່ານຈະແນໃສ່ບ່ອນທີ່ມັນຈະຢູ່.
ເບິ່ງ
ໂລກ ແລະ ອະວະກາດ ທັງສອງໂຄຈອນດວງຕາເວັນ, ໂລກຢູ່ທາງໃນຂອງວົງໂຄຈອນ ແລະ ໄວກວ່າ. ຍານອະວະກາດທີ່ອອກຈາກໂລກບໍ່ບິນໃນເສັ້ນກົງ: ມັນປະຕິບັດຕາມວົງໂຄຈອນຂອງຕົນເອງຢູ່ອ້ອມດວງອາທິດ, ເປັນຮູບໄຂ່ເຄິ່ງໜຶ່ງທີ່ເລີ່ມຕົ້ນຈາກວົງໂຄຈອນຂອງໂລກແລະສິ້ນສຸດລົງທີ່ດາວອັງຄານ.
- ການເດີນທາງໃຊ້ເວລາປະມານ 259 ວັນ ຕາມເສັ້ນທາງທີ່ລາຄາຖືກທີ່ສຸດ.
- ໃນເວລານັ້ນ ເດືອນພະຈິກກໍເຄື່ອນໄຫວໄປອີກ, ສະນັ້ນ ມັນຕ້ອງແມ່ນປະມານ 44 ອົງສາໄປໜ້າ ແຜ່ນດິນໂລກ
- ໂລກຈະລ່ວງໜ້າດາວອັງຄານ ແລະ ການຈັດລຽງແບບດຽວກັນນີ້ ຈະເກີດຂຶ້ນທຸກໆ 780 ວັນ, ປະມານ 26 ເດືອນ.
ຫາກທ່ານພາດໂອກາດນີ້ໄປໄດ້ບໍ່ເທົ່າໃດອາທິດ ການເດີນທາງຂອງທ່ານຈະຕ້ອງໃຊ້ນໍ້າມັນຫຼາຍຂຶ້ນ ຫຼື ຈະກາຍເປັນເລື່ອງທີ່ບໍ່ສາມາດເຮັດໄດ້ສຳລັບຍານອະວະກາດທີ່ທ່ານມີ. ອີກສອງປີ, ມັນຈະເປີດອີກຄັ້ງ.
ເຂົ້າໃຈ
ຖືວົງໂຄຈອນທັງສອງເປັນວົງ (ໂລກຢູ່ 1 AU, ອະວະກາດຢູ່ 1.524 AU) ແລະໃຊ້ μ ຂອງດວງອາທິດ = 1.327 × 10¹¹ km³/ s²:
- ຮູບໄຂ່ທີ່ປ່ຽນແປງມີa= (1 + 1.524)/2= 1.262 AU; ໄລຍະເວລາເຄິ່ງຫນຶ່ງຂອງມັນແມ່ນ 259 ວັນ.
- ຍ່າງອອກໄປຈາກໂລກ, ຍານອະວະກາດຕ້ອງການ 2.94 km/s ຫຼາຍກ່ວາຄວາມໄວຂອງໂລກເອງ 29.8 km/s ຕາມລວງດາວທຽມ.
- ມັນມາຮອດວົງໂຄຈອນຂອງດາວອັງຄານ 2.65 km/s ຊ້າກວ່າດວງຈັນ ແລະ ຕ້ອງຖືກຈັບ (ບົດຮຽນຕໍ່ໄປ)
- ຈຸດມຸມ: ໃນ 259 ວັນ ອະວະກາດ ປົກຄຸມ 360° × 259/687 ≈ 136°, ສະນັ້ນມັນຕ້ອງເລີ່ມຕົ້ນ 180° − 136° ≈ 44° ຂ້າງໜ້າ.
ວົງໂຄຈອນທີ່ແທ້ຈິງແມ່ນຮູບໄຂ່ແລະອ່ອນ, ສະນັ້ນທຸກໆໜ້າຈໍແມ່ນແຕກຕ່າງກັນ; ຜູ້ອອກແບບພາລະກິດຄົ້ນຫາວັນເວລາເປີດຕົວແລະມາຮອດເປັນພັນໆຄັ້ງໃນຕອນດຽວດ້ວຍ “ປ້າຍ porkchop”. ຈ່າຍເງິນຫຼາຍຂຶ້ນ Δv ຊື້ການເດີນທາງສັ້ນກວ່າ: Perseverance ໄດ້ໃຊ້ເວລາ 203 ວັນ.
ແມ່
ໄລຍະເວລາຂອງການປ່ຽນແປງ:
1/S = 1/P_Earth − 1/P_Mars → S = 1 / (1/365.25 − 1/686.98) ≈ 780 ວັນ
ການອອກເດີນທາງຈາກວົງໂຄຈອນໂລກຕ່ໍາແມ່ນບໍ່ພຽງແຕ່ 2.94 km / s: ນັ້ນແມ່ນຄວາມໄວ hyperbolic v∞ ໂລກຄວນຈະຖືກປ່ອຍໃຫ້ກັບ. ໄຟຈະໄໝ້ຢູ່ທີ່ຄວາມສູງ 200 ກິໂລແມັດ, ຄວາມໄວທີ່ຕ້ອງການແມ່ນ √(v∞² + 2μ_E/r), ສະນັ້ນການເຜົາຈາກວົງໂຄຈອນທີ່ຕັ້ງຢູ່ 7.79 ກິໂລແມັດຕໍ່ວິນາທີແມ່ນປະມານ 3.6 ກິໂລແມັດຕໍ່ວິນາທີ ແລະຜົນສະທ້ອນຂອງ Oberth ເຮັດໃຫ້ມັນຖືກກວ່າການເພີ່ມ 2.94 ກິໂລແມັດຕໍ່ວິນາທີຈາກໂລກ. ຍານພາຫະນະສົ່ງອອກນີ້ໄດ້ລະບຸວ່າ C3 = v∞² ≈ 8.7 km²/s², ຕ່ຳສຸດ ສຳ ລັບການອອກຈາກດາວອັງຄານ.
ທົດລອງໃຊ້
ປີຂອງໂລກແມ່ນ 365.25 ວັນແລະເດືອນພະຈິກ 687 ວັນ. ໃຊ້สูตรໄລຍະເວລາ synodic 1/S = 1/P₁ − 1/P₂ ເພື່ອຊອກຫາວ່າດວງຈັນ-ດາວອັງຄານຈະເກີດຂື້ນເລື້ອຍປານໃດ. ຈາກນັ້ນກວດເບິ່ງລາຍຊື່ຂອງພາລະກິດດາວອັງຄານ: ມີຫຼາຍປານໃດທີ່ອອກຈາກໂລກໃນປີ 2020, ແລະເດືອນໃດ?
ດີ. ຄວາມທ້າທາຍແມ່ນບ່ອນທີ່ການຮຽນຮູ້ຕິດ.
ສອບຖາມໄວ
3 ຄໍາຖາມໄວໆ. ເລືອກຄໍາຕອບເພື່ອເບິ່ງວ່າເຈົ້າເວົ້າຖືກຫຼືບໍ່.
-
ເປີດໜ້າຈໍສົ່ງໄປດາວອັງຄານເລື້ອຍປານໃດ?
- A ທຸກໆປີ
- B ທຸກໆ 26 ເດືອນ
- C ທຸກໆ 10 ປີ
- D ມື້ໃດກໍ່ໄດ້
ສະແດງຄຳຕອບ
B. ທຸກໆ 26 ເດືອນ
-
ໃນການໂອນໄປຍັງດາວອັງຄານ Hohmann, ບ່ອນທີ່ດາວອັງຄານຄວນຈະຢູ່ເມື່ອຍານອະວະກາດອອກຈາກໂລກ?
- A ກົງກັນຂ້າມ, ຢູ່ຫຼັງດວງຈັນ
- B ປະມານ 44 ອົງສາກ່ອນໂລກ
- C ໃກ້ກັບໂລກ
- D ຫຼັງຈາກໂລກ
ສະແດງຄຳຕອບ
B. ປະມານ 44 ອົງສາກ່ອນໂລກ ການເດີນທາງໃຊ້ເວລາປະມານ 259 ວັນ. ໃນເວລານັ້ນດາວອັງຄານເຄື່ອນຍ້າຍປະມານ 136 ອົງສາ, ສະນັ້ນມັນຕ້ອງເລີ່ມຕົ້ນປະມານ 44 ອົງສາຂ້າງຫນ້າເພື່ອຕອບສະຫນອງເຮືອບິນອະວະກາດ 180 ອົງສາຈາກຈຸດເລີ່ມຕົ້ນ.
-
ເຮັດຫຍັງຈຶ່ງຕ້ອງການພຽງແຕ່7ເດືອນແທນທີ່ຈະ 8.5?
- A ມັນໃຊ້ທາງທີ່ໄວກວ່າ, ລາຄາແພງກວ່າການໂອນ Hohmann ທີ່ດີທີ່ສຸດ
- B ອະວະກາດມາໃກ້ກວ່າປີນັ້ນ ຍ້ອນວ່າມັນຢຸດເຄື່ອນຍ້າຍ
- C ມັນບິນໄປໃນເສັ້ນກົງ
- D ມັນໃຊ້ການຊ່ວຍເຫລືອຂອງແຮງດຶງດູດຢູ່ເທິງດວງຈັນ
ສະແດງຄຳຕອບ
A. ມັນໃຊ້ທາງທີ່ໄວກວ່າ, ລາຄາແພງກວ່າການໂອນ Hohmann ທີ່ດີທີ່ສຸດ
បន្ទាត់បញ្ចប់
- ອ່ານບົດຮຽນ
- ເຮັດການທ້າທາຍ
- ເຮັດການສອບຖາມ
ແທກບົດຮຽນທີ່ສຳເລັດ ເພື່ອບັນທຶກມັນໄວ້ໃນຄວາມຄືບໜ້າຂອງທ່ານໃນອຸປະກອນນີ້.
Lesson complete. Well done!
ຕໍ່ໄປ ເຂົ້າສູ່ວົງໂຄຈອນ: ຖືກຈັບຄໍາໃນບົດຮຽນນີ້
ແຫຼ່ງ
- NASA, Mars Exploration: when to launch (launch windows)
- NASA JPL, Basics of Space Flight, Chapter 4: Trajectories (interplanetary Hohmann transfers)
- NASA NSSDCA, Mars Fact Sheet
- JPL SSD, Approximate positions of the planets
ບົດຮຽນນີ້ມີໃບອະນຸຍາດ CC BY-SA 4.0.