Denne leksjonen ble utarbeidet av et medlem av Local Solar System Foundation-teamet og kan forbedres av en kvalifisert gjennomsetter. Er du kvalifisert i dette emnet? Foreslå en endring
I desember 1965 fløy Gemini 6 og Gemini 7 innen 30 centimeter fra hverandre, 300 km over jorden. Det tok to år med teori og praksis å komme dit: de første forsøkene hadde vist at flying rett på målet, som en pilot ville, ikke fungerer i bane.
I bane, for å ta igjen faller du ned, ikke opp.
Se.
Alt i bane følger en regel: lavere er raskere. En lavere bane er kortere og romfartøyet beveger seg raskere langs den, så det vinner på noe høyere opp.
- Skift til en lavere bane, bak målet. Kapselen er timet til å starte litt bak stasjonen og litt under den.
- Phasing. Runde etter runde, den nedre kapselen vinner litt. Her, 20 km under stasjonen, får den 1,6 grader per bane.
- To små brannskader, en mini Hohmann-overføring, løfter kapselen inn i stasjonenes bane rett bak den.
- Sluttanflyvning. De siste hundre meterne flys sakte, rett i retning av flyet, med datamaskiner som overvåkes av mannskapet. Ved kontakt er lukkehastigheter på noen få centimeter per sekund.
Forstår
Omløpstid: T = 2π√(r³/μ). Med μ = 398,600 km³/s²:
- Kapsel ved 400 km (r = 6778 km): 92,6 minutter.
- Stasjon ved 420 km (r = 6798 km): 93,0 minutter.
Hvert kapselbaneløp dekker stasjonen bare 92,6/93,0 av en runde: kapselen får 360° × (1 − 92,6/93,0) ≈ 1,6°, omtrent 190 km. Å lukke et 20° gap tar omtrent 13 baner, omtrent 20 timer.
Overføringen fra 400 til 420 km koster omtrent 5,6 m/s for hver av de to brennene: liten sammenlignet med 7,7 km/s banehastighet.
Master
I nærheten av målet bruker rendezvous-ingeniører Clohessy-Wiltshire (Hill) ligninger: linearisert bevegelse i et system som går i bane rundt målet, med x radial, y langs sporet og n målets gjennomsnittlige bevegelse:
ym − 3n²x − 2nẏ = 0, ÿ + 2nʒ = 0, z̈ + n²z = 0
De forklarer den merkelige oppførselen: et trykk fremover (+ẏ) får forfølgeren til å stige (x vokser) og deretter drive bakover. Tilnærmingsbaner er utformet langs y-aksen (V-bar, bakfra) eller x-aksen (R-bar, nedenfra, der den naturlige bevegelsen bidrar til bremsing), med sikkerhetsregler slik at en sviktende motor aldri fører til en kollisjon.
Prøv det ut
La oss si at du er kapselen, 20 grader bak stasjonen og i samme høyde. Hvis du bare skyter motoren fremover, hva skjer med banen din, og kommer du nærmere eller faller lenger bak? (Hint: tenk på Hohmann-leksjonen.)
Utfordringer er der læringen holder seg.
En rask quiz
3 raske spørsmål. Velg et svar for å se om du har rett.
-
En kapsel er bak romstasjonen i en litt lavere bane. Over tid:
- A Faller lenger bak
- B Fanger opp, fordi en lavere bane er raskere
- C Oppholder seg på samme avstand
- D Krasjer inn i jorden
Vis svaret
B. Fanger opp, fordi en lavere bane er raskere
-
Hvorfor kan ikke et romfartøy bare skyte motoren fremover for å fange et mål foran i samme bane?
- A Fordi akselerasjon hever banen, noe som gjør runden lengre, så den faller bak
- B Fordi motorene ikke kan skyte fremover
- C På grunn av luftmotstand
- D Det kan det, slik er det gjort
Vis svaret
A. Fordi akselerasjon hever banen, noe som gjør runden lengre, så den faller bak
-
Hvor fort nærmer en kapsel seg stasjonen i det øyeblikket den kobler til?
- A Omtrent 7,7 km/s
- B Omtrent 100 m/s
- C Noen få centimeter per sekund
- D Nøyaktig null
Vis svaret
C. Noen få centimeter per sekund
Mållinjen
- Les leksjonen
- Gjorde utfordringen
- Har tatt quizen
Merk leksjonen som fullført for å lagre den i fremdriften din på denne enheten.
Leksjonen er fullført.
Neste Kommer hjem: reentryOrd i denne leksjonen
Kilder
- NASA, Rendezvous and docking (Gemini 6 and 7, the first space rendezvous, 1965)
- ESA, Automated Transfer Vehicle rendezvous and docking
- W. H. Clohessy and R. S. Wiltshire, Terminal Guidance System for Satellite Rendezvous (1960), J. Aerospace Sciences 27(9)
- JPL SSD, Astrodynamic parameters
Denne leksjonen er lisensiert under CC BY-SA 4.0.