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Mapa de Delta-v
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Mapa de Delta-v

Quanta mudança de velocidade é necessária para se mover entre a Terra, órbita, Lua, Marte e os asteróides.

ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)

Mapa de Delta-v

O que é isto? Um mapa de viagens espaciais. Cada linha representa uma etapa da viagem e o número indica quanto a nave deve mudar de velocidade para voar nessa etapa.Some as etapas e você obtém o orçamento de combustível da viagem.

Como usá-lo: Escolha um ponto de partida e um destino: toque em dois pontos no mapa, use os menus De e Para ou pressione um dos botões da viagem.O percurso acende-se e a barra do orçamento de combustível soma cada etapa.

Viagens rápidas

Orçamento de combustível para esta viagem

Total delta-v

    Como ler o mapa Terra (uma superfície) Uma órbita estável Uma transferência: um caminho que você passa Linha tracejada: um valor típico do mundo real, incluindo perdas Dois números, como 9.4/0: o custo de ir para um lado e o custo de voltar, pode ser mais barato quando o ar faz a travagem.

    Quanta mudança de velocidade é necessária para se mover entre a Terra, órbita, Lua, Marte e os asteróides. 9,4 / 0 2,45 1,48 3,22 3,13 0,82 1,63 3,61 2,09 0 / 4,1 4,11 9,48 Superfície daTerra Órbita terrestrebaixa (200 km) Órbita detransferênciageoestacionária Órbitageoestacionária Escape da Terra Transferênciapara a Lua Órbita lunarbaixa (100 km) Superfície dalua Transferênciapara Marte Órbita baixa deMarte (300 km) Superfície deMarte Asteróidepróximo da Terra(Bennu) Órbita de Ceres

    Deslize para os lados para ver o mapa inteiro.

    Os valores são unidirecionais, manobras impulsivas ideais a menos que marcadas como típicas.Missões reais somam perdas e mudanças de plano.

    Experimente isto.
    1. Pressione "Para órbita" para ir da superfície da Terra para a órbita terrestre baixa.Aviso: Esse primeiro passo custa 9,4 km/s. Ir da órbita até a superfície da Lua custa apenas cerca de 5,6 km/s mais.
    2. Pressione "Para a Lua", depois "Para Marte" e compare os totais.Aviso: Elas são quase as mesmas: cerca de 15,0 e 15,1 km/s, mesmo que Marte esteja sempre mais de cem vezes mais longe do que a Lua.Marte tem ar para frear quando você pousa; a Lua não tem nenhum, então cada pouco de desaceleração custa combustível.
    3. Planeje uma viagem da superfície de Marte para a superfície da Terra.Aviso: A última etapa, até a superfície da Terra, custa 0 km/s: o ar da Terra e um escudo térmico fazem a travagem, como fizeram para toda a tripulação da Apollo. Subir de Marte ainda custa cerca de 4.1 km/s.
    4. Pressione "Para órbita geoestacionária" e compare-o com ir de baixa órbita terrestre para baixa órbita lunar.Aviso: Chegar à órbita alta, onde estão os satélites de TV e meteorológicos, custa aproximadamente o mesmo que chegar à órbita da Lua: cerca de 3,9 km/s a partir da órbita baixa da Terra em ambos os casos.
    Palavras para saber
    As ideias por trás disso

    O que é delta-v?

    Pense em uma viagem de carro. Adicione cada vez que você acelera e cada vez que você trava: esse total é o seu delta-v. No espaço não há estrada para empurrar e não há freios, então toda mudança de velocidade, para cima ou para baixo, tem que vir do motor do foguete, e cada pedaço dele custa combustível.

    Por que o passo mais difícil é chegar à órbita?

    Estar em órbita não é estar alto. É ir para os lados tão rápido que você continua caindo ao redor da Terra em vez de cair nela. Logo acima do ar, isso significa cerca de 7,8 km/s (cerca de 28.000 km/h), uma vez ao redor do planeta em cerca de 90 minutos. No caminho para cima um foguete também perde cerca de 1,5 a 2 km/s lutando contra a gravidade e o arrasto do ar (a rotação da Terra dá um pouco de volta), então esse passo custa cerca de 9,4 km/s.

    Por que pousar em Marte é mais barato do que pousar na Lua?

    Marte tem uma atmosfera fina. Um lander atinge esse ar a alta velocidade e seu escudo térmico transforma a velocidade em calor; paraquedas e uma queima curta do foguete no fim fazem o resto. Assim, o mapa conta 0 km/s de combustível para foguetes para pouso em Marte, mas 1.63 km/s para a Lua sem ar, onde os motores devem fazer toda a travagem. Sair de Marte é outra história: subir de volta para a órbita custa cerca de 4.1 km/s.

    O que é aerobraking?

    Usando o ar de um planeta como freio livre. Uma nave espacial mergulha no topo fino da atmosfera, o arrasto a desacelera e economiza combustível que de outra forma queimaria. Em 2006 NASA, o Mars Reconnaissance Orbiter encolheu sua órbita dessa maneira, com centenas de mergulhos através do ar superior de Marte ao longo de cerca de cinco meses.

    Por que cada km/s importa tanto?

    Um foguete tem de transportar o seu próprio combustível, e esse combustível também tem de ser empurrado. Assim, cada km/s extra precisa de mais combustível do que o anterior. É por isso que o Saturno V que enviou astronautas à Lua pesava quase 3,000 toneladas no lançamento, a maior parte do propelente.

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    Aerobraking: a nave espacial mergulha no topo do ar em cada passagem, e sua órbita encolhe.

    Fontes: pernas computadas usam fórmulas orbitais padrão de dois corpos com NASA/JPL dados planetários (scripts/build-deltav.mjs); pernas típicas do artigo sobre o orçamento da Delta-v na Wikipédia e suas referências citadas. massa de lançamento do Saturn V: NASA. aerotravagem da Mars Reconnaissance Orbiter: NASA/JPL.

    Tabela de dados (texto alternativo)
    Todos os links no mapa
    De- Dois.→←Como foi resolvido
    Superfície da TerraÓrbita terrestre baixa (200 km) 9,4 km/s 0 km/s (pode usar aerobraking) Típico (não publicado): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesLançamento para órbita: cerca de 7,8 km/s de velocidade orbital mais perdas por gravidade e resistência do ar.
    Órbita terrestre baixa (200 km)Órbita de transferência geoestacionária 2,45 km/s 2,45 km/s (pode usar aerobraking) calculado (o ideal): Hohmann perigee burn, 200 km to 35,786 km altitude, equatorial
    Órbita de transferência geoestacionáriaÓrbita geoestacionária 1,48 km/s 1,48 km/s calculado (o ideal): Hohmann apogee burn, no plane changeA partir de um local de lançamento distante do equador, também mudar a inclinação da órbita adiciona algumas centenas de metros por segundo.
    Órbita terrestre baixa (200 km)Escape da Terra 3,22 km/s 3,22 km/s (pode usar aerobraking) calculado (o ideal): Escape speed minus circular speed at 200 km
    Órbita terrestre baixa (200 km)Transferência para a Lua 3,13 km/s 3,13 km/s (pode usar aerobraking) calculado (o ideal): Raise apogee to the Moon's mean distance
    Transferência para a LuaÓrbita lunar baixa (100 km) 0,82 km/s 0,82 km/s calculado (o ideal): Patched conic capture into a 100 km lunar orbit
    Órbita lunar baixa (100 km)Superfície da lua 1,63 km/s 1,63 km/s calculado (o ideal): Circular speed at 100 km (ideal, no gravity losses; real landings need more)
    Órbita terrestre baixa (200 km)Transferência para Marte 3,61 km/s 3,61 km/s (pode usar aerobraking) calculado (o ideal): Earth-Mars Hohmann departure from 200 km, Oberth effect included
    Transferência para MarteÓrbita baixa de Marte (300 km) 2,09 km/s (pode usar aerobraking) 2,09 km/s calculado (o ideal): Capture into a 300 km circular Mars orbit
    Órbita baixa de Marte (300 km)Superfície de Marte 0 km/s (pode usar aerobraking) 4,1 km/s Típico (não publicado): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesA aterragem usa principalmente a atmosfera (escudo térmico e paraquedas); a subida de volta à órbita é o valor típico publicado.
    Órbita terrestre baixa (200 km)Asteróide próximo da Terra (Bennu) 4,11 km/s 4,11 km/s (pode usar aerobraking) calculado (o ideal): Heliocentric Hohmann 1 au to Bennu's semi-major axis, coplanar (ignores its 6 degree inclination and its eccentricity); departure from 200 km LEO
    Órbita terrestre baixa (200 km)Órbita de Ceres 9,48 km/s 9,48 km/s (pode usar aerobraking) calculado (o ideal): 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

    As ferramentas e lições utilizam modelos simplificados apenas para aprendizagem, não devendo ser utilizados para navegação, planejamento de missões ou qualquer decisão operacional. Os certificados são gratuitos e não credenciados. Leia o aviso de conteúdo educacional