Fampidirana orbital: mahazo ny fakana

Ny 10 Martsa 2006, taorian’ny fito volana tao amin’ny habakabaka, dia nandefa ny enina lehibe ny milina ny Mars Reconnaissance Orbiter NASA ho 27 minitra. Nandritra ny ampahany tamin’izany fotoana izany dia tao ambadiky ny Marsa izy, tsy nisy fifandraisana amin’ny radio: tsy misy olona eto an-tany afaka mahafantatra raha toa ka niasa izy. Raha tsy nisy ny fipoahana, dia mety niala tao amin’ny Marsa ilay sambo ary hiditra anaty orbita tsy misy farany manodidina ny Masoandro.

Tsy ampy ny fahatongavana. Tsy maintsy ho hita ianao.

Jereo

Tsy miato amin’ny planeta ny sambon-danitra. Mitohy mankany aminy izy, mampitombo hafainganam-pandeha raha manakaiky kokoa, amin’ny fihodinana misokatra antsoina hoe a hyperbola. Raha avela irery izy, dia hihodina manodidina ny planeta ary hiakatra lavitra indray, haingana tahaka ny nidirany.

Raha te-hitoetra, dia tsy maintsy mihena ny hafainganam-pandehany amin’ny fotoana mety indrindra, ny fanakaiky indrindra:

1. Fisamborana ny afo. Miady amin’ny làlana fihetsika ny motera. Ny doro kely dia manova ny fihodinana misokatra ho lava, miafina ellipse.
2. Aerobraking. Raha tokony hamono solika bebe kokoa, dia mampidina ny toerana ambany amin’ny orbita any amin’ny ambony maivana ao amin’ny rivotra ireo mpanara-maso. Amin’ny fihodinana tsirairay, misy ny fihenan-drivotra kely mampiato ny sambon-danitra ary miakatra ny toerana avo indrindra.
3. Ny orbita siantifika. Taorian’ny an-jatony ny fihodinana nandritra ny dimy volana, MRO tonga amin’ny ambany, efa ho manodidina ny tsipika manodidina ny 250 km 316 km ambony, ary afaka manomboka ny sarintany Marsa.

Fantatray

Miainga avy any amin’ny Tany amin’ny làlana tahaka ny an’i Hohmann, tonga any Marsa eo ho eo ilay sambo 2.65 km/s mihazakazaka kokoa noho ny Marsa. Ny fiteny grika dia manana ny “fahaveloman’ny tsy misy farany” (v∞). Miakatra 426 km ambonin’ny tany, mihazakazaka hatrany amin’ny

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

On an ellipse from 426 km to 44,500 km, the speed at the low point must be 4.56 km/s (vis-viva). Ny tena tsara indrindra, ny fandroahana avy hatrany dia eo amin’ny 0.87 km/s. A real 27-minute burn is less efficient because it is spread along the curve; MRO’s slowed the spacecraft by about 1 km/s.

Capturing straight into a low circular orbit would cost about 2 km/s (see the Try it). Ny aerobraking dia mampihena ny ankamaroan’io fahasamihafana io, ary lasa fitaovam-pitaterana an’habakabaka sy siansa ny solika voatahiry.

Mpanatanteraka

Ny fitambarana tokana dia manana ny endrika a = −μ/v∞² ary ny fitambarana miavaka e = 1 + r_p v∞²/μ. Ny fotoana fiaramanidina avy lavitra ka hatrany periapsis dia voafaritra amin’ny hyperbolic Kepler ny fifandanjana M = e sinh F − F.

Ny fidirana Δv amin’ny periapsis r_p ho ellipse miaraka amin’ny apoapsis r_a dia

Δv = √(v∞² + 2μ/r_p) − √(2μ r_a / (r_p (r_p + r_a)))

izay kely indrindra ho an’ny ellipse lava be (r_a → lehibe): zara raha azo ny sambon-danitra. Izany no antony voalohany mahatonga ny fahatongavana hiditra ao anaty orbita malalaka, ary noho izany dia misy ny fiatoana amin’ny rivotra na ny fandoroana kely maro manaraka. Ho an’ny iraka misy olona any Mars, aerocapture (fivoahana lalina tokana ao anatin’ny rivotra ambadiky ny sakana mafana) dia afaka mametraka tanteraka ny fandroahana.