Ku dar orbital: la qabsaday

10 March 2006, toddoba bilood ka dib, NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter waxay ku furtay lixda mashiin ee ugu muhiimsan 27 daqiiqo. Waqtigaas qayb ka mid ah waxaa ka dambeeya Mars, xiriirka raadiyaha: cidna ma oga haddii ay shaqeysay. Haddii dabku uu ku fashilmay, doonnida hawada ayaa ka sii gudbi lahaa Mars iyo wareeg aan dhammaad lahayn oo qorraxda ku wareegsan.

Imaansho ma aha wax ku filan. Waxaad u baahan tahay in la qabto.

Fiiri

A spacecraft ma “joogsado” at a planet. Waxay u dhacdaa xaggiisa, waxayna kor u kacaysaa sida ay u dhowdahay, oo ku taal qoto dheer oo furan oo loo yaqaan hyperbola. La iskaga tagay oo keliya, waxay ku wareegi lahaa dhulka oo dib u soo kici lahaa, si degdeg ah sida ay u timid.

Si aad u joogto, waa in ay ka baxaan xawaare ku meel gaar ah waqtigii saxda ahaa, dhaqaale ugu dhow:

1. Qaadashada dabka. Injinnada dabka ka dhanka ah jihada dhaqdhaqaaqa. A burn modest u beddelaa curve furan in dheer, xidhan ellipse.
2. Aerobraking. In kastoo ay ku gubto shidaal badan, maareeyaha hoos u dhigi doonaa meeshii ugu hooseeysay ee orbitka sare ee hawada. Dhammaan ka gudba, hawada yar oo hoos u dhigta diyaaradda iyo meesha sare ee badda.
3. Science orbit. Ka dib boqolaal ka badan shan bilood oo ku saabsan, MRO gaadhay hoos u dhac, xitaa wareegsan orbit ku saabsan 250 by 316 km kor, iyo waxay bilaabi kartaa maps Mars.

Fahan

Marka laga yimaado dhulka oo ku socda jidka Hohmann-sida, diyaaradda hawada gaarto Mars ku saabsan 2.65 km/s ka yar marka loo eego Mars. Marka laga eego aragtida Mars, waa “waxqabadka aan xad lahayn”, v∞. Dhacdo in 426 km kor u kacay, waxay ku dhaqdhaqaaqaa ilaa

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

Marka la eego 426 km ilaa 44,500 km, xawaaraha ugu hooseeya waa inuu ahaado 4.56 km/s (vis-viva). Ta ugu fiican, oo la soo qaado ayaa sidaas darteed ku saabsan 0.87 km / s. A dhab ah 27-daqiiqo oo dabka waa ka yar tahay wax ku ool ah sababtoo ah waxaa la faafay along curve; MRO ayaa hoos u dhigtay diyaaradda cirka by ku saabsan 1 km / s.

Qaadashada toos ah oo ku saabsan orbit daboolka hoose ee qiimaha 2 km / s (eeg isku day). Aerobraking badbaadin badan oo ka mid ah farqigaas, iyo shidaalka kaydsan noqdaan spacecraft iyo sayniska.

Hoose

Xaraf-dheer wuxuu leeyahay xarig-dheer a = −μ/v∞² iyo xariiq-dheer e = 1 + r_p v∞²/μ. Waqtiga duulimaad ka fog ilaa periapsis waxaa go’aamiya isku midka hyperbolic Kepler M = e sinh F − F.

The qabashada Δv at periapsis r_p in elips leh apoapsis r_a waa

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

kaas oo ugu yar ee aad u dheer (r_a → weyn): diyaaradda hawada waxaa si fudud loo qabsaday. Taasi waa sababta soo galeen ugu horeysay galaya wareegga looxa, iyo sababta aerobraking ama qaar ka mid ah burooyinkii yaryar raacaan. Miisaaniyadaha Mars ee la socda, aerocapture (mid ka mid ah xawaaraha sare ee hawada ka dib daboolka kulaylka) waxay bedeli kartaa qabashada dabka oo dhan.