Rendezvous: chytanie vesmírnej stanice

V decembri 1965 sa Gemini 6 a Gemini 7 nachádzali vo vzdialenosti 30 cm od seba, vo výške 300 km nad Zemou. Trvalo dva roky teórie a praxe, kým sa tam dostali: prvé pokusy ukázali, že letieť priamo na cieľ, ako by to urobil pilot, nefunguje na obežnej dráhe.

Na obežnej dráhe, aby ste dohonili, klesnete dole, nie zrýchlite.

Pozri.

Všetko na obežnej dráhe sa riadi jedným pravidlom: nižšie je rýchlejšie. Nižšia obežná dráha je kratšia a kozmická loď sa po nej pohybuje rýchlejšie, takže získava na čomkoľvek vyššie.

1. Spustiť na nižšiu obežnú dráhu, za cieľom. Kapsule je načasované tak, aby začala nejakú dobu za stanicou a mierne pod ňou.
2. Phasing. Kolo za kolom, spodná kapsula trochu získava. Tu, 20 km pod stanicou, získava na každej obežnej dráhe 1,6 stupňa.
3. Dve malé popáleniny, mini Hohmann transfer, zdvihnúť kapsulu na obežnú dráhu stanice hneď za ňou.
4. Konečné priblíženie. Posledných niekoľko sto metrov sa lieta pomaly, rovno v smere letu, za dohľadu posádky a počítačov. Pri kontakte je rýchlosť zatvárania niekoľko centimetrov za sekundu.

Pochopte to.

Obežná perióda: T = 2π√(r³/μ). With μ = 398,600 km³/s²:

• Kapsule na 400 km (r = 6778 km): 92,6 minút.
• Stanica na 420 km (r = 6798 km): 93,0 minút.

Každá kapsula obieha okolo stanice len 92,6/93,0 obežnej dráhy: kapsula získava 360° × (1 − 92,6/93,0) ≈ 1,6°, čo je asi 190 km. Zatvorenie 20° medzery trvá približne 13 obežných dráh, čo je zhruba 20 hodín.

Prechod zo 400 na 420 km stojí približne 5,6 m/s pre každý z dvoch spálení: nepatrný v porovnaní s orbitálnou rýchlosťou 7,7 km/s.

Majster

V blízkosti cieľa, inžinieri používajú Clohessy- Wiltshiregreat- britain_ counties. kgm (Hill) rovnice: lineárny pohyb v rámci, ktorý obieha s cieľom, kde x je radiálny, y pozdĺž dráhy a n je stredný pohyb cieľa:

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

Vysvetľujú zvláštne správanie: tlačiť dopredu (+ẏ) spôsobí, že prenasledovateľ sa zdvihne (x rastie) a potom sa odchýli späť. Približovacie dráhy sú navrhnuté pozdĺž osi y (V-bar, zozadu) alebo x (R-bar, zdola, kde prirodzený pohyb pomáha brzdiť), s bezpečnostnými pravidlami tak, aby porucha motora nikdy neviedla ku kolízii.