Rendezvous: menangkap stesen angkasa

Pada bulan Disember 1965, Gemini 6 dan Gemini 7 terbang dalam jarak 30 sentimeter satu sama lain, 300 km di atas Bumi. Ia mengambil masa dua tahun teori dan latihan untuk sampai ke sana: percubaan pertama telah menunjukkan bahawa terbang lurus pada sasaran anda, sebagai seorang juruterbang akan, tidak berfungsi di orbit.

Di orbit, untuk mengejar anda jatuh ke bawah, tidak mempercepatkan.

Lihat

Semua dalam orbit mengikut satu peraturan: bawah lebih cepat. Orbit yang lebih rendah adalah lebih pendek dan pesawat ruang angkasa bergerak lebih cepat di sepanjangnya, jadi ia mendapat pada apa-apa yang lebih tinggi.

1. Meluncur ke orbit yang lebih rendah, di belakang sasaran. Kapsul telah ditakdirkan untuk bermula beberapa jalan di belakang stesen dan sedikit di bawahnya.
2. Phasing. Lap selepas lap, kapsul bawah mendapat sedikit. Di sini, 20 km di bawah stesen, ia mendapat 1.6 darjah setiap orbit.
3. Dua luka kecil., sebuah pemindahan Hohmann mini, angkat kapsul ke orbit stesen di belakangnya.
4. Penyelesaian akhir. Beberapa ratus meter terakhir terbang perlahan, lurus sepanjang arah penerbangan, oleh komputer yang dipantau oleh kru. Pada kontak, kelajuan penutupan adalah beberapa sentimeter per saat.

Faham

Period orbit: T = 2π√(r³/μ). Dengan μ = 398,600 km³/s²:

• Kapsul pada 400 km (r = 6,778 km): 92.6 minit.
• Stesen pada 420 km (r = 6,798 km): 93.0 minit.

Setiap orbit kapsul, stesen hanya meliputi 92.6/93.0 pusingan: kapsul memperolehi 360° × (1 − 92.6/93.0) ≈ 1.6°, kira-kira 190 km. Menutup 20 ° jurang mengambil kira-kira 13 orbit, kira-kira 20 jam.

Perpindahan dari 400 ke 420 km kos kira-kira 5.6 m/s untuk setiap dua pembakaran: kecil dibandingkan dengan 7.7 km/s kelajuan orbit.

Master

Di dekat sasaran, jurutera rendezvous menggunakan persamaan Clohessy-Wiltshire (Hill): pergerakan linear dalam bingkai yang mengorbit dengan sasaran, dengan x radial, y sepanjang trek dan n pergerakan purata sasaran:

yim − 3n²x − 2nẏ = 0,   ÿ + 2nʒ = 0,   z̈ + n²z = 0

Mereka menerangkan perilaku yang pelik: tolak ke hadapan (+ẏ) membuatkan pemburu naik (x tumbuh) dan kemudian tergelincir ke belakang. Laluan pendekatan direka sepanjang paksi y (V-bar, dari belakang) atau paksi x (R-bar, dari bawah, di mana pergerakan semulajadi membantu brek), dengan peraturan keselamatan supaya enjin gagal tidak pernah membawa kepada tabrakan.