Ову лекцију је направио члан Local Solar System фондационог тима и може бити побољшана од стране квалификованог рецензента. Да ли сте квалификовани за ову тему? Предложите измену
Дана 10. марта 2006, након седам месеци у свемиру, NASAНакон лансирања, орбитер је радио са шест главних мотора 27 минута. Током тог времена, авион је био иза Марса и није имао радио-контакт са Земљом, тако да нико на Земљи није могао да зна да ли је радио. Да је сагоревање пропала, сонда би прошла поред Марса и ушла у бесконачну орбиту око Сунца.
Долазак није довољан. Мораш бити ухваћен.
Погледај.
Свемирска летелица не „зауставља“ на планети. Она пада према њој, убрзавајуће како се приближава, на отвореној кривој названој хипербола. Када би се вратио, он би се окренуо и поново кренуо ка планети, али је био упоран.
Да би остао, мора да изгуби брзину у тачно правом тренутку. најближи прилаз:
- Захвати гори. Мотори ватре против смера кретања. Скромен burn претвара отворену криву у дуг, затворен елипсу.
- Аеродромска. Уместо сагоревања више горива, контролери спуштају ниску тачку орбите у танки део атмосфере. Сваки пролаз, мали отпор ваздуха успорава летелицу и висока тачка тоне.
- Научна орбита. Након стотина проласка током пет месеци, МРО је достигао ниску, скоро кружну орбиту од око 250 на 316 km и могао је да почне са мапирањем Марса.
Разумем.
Долази са Земље по Хоману путу, свемирска летелица стиже до Марса око 2,65 км/с спорије од Марса. Са тачке гледишта Марса, то је његова „брзина у бесконачности“, v∞. Падајући на 426 км изнад површине, убрзава до
v = √(v∞² + 2μ/r) = √(2.65² + 2 × 42,828 / 3,822) ≈ 5.4 km/s
На елипси од 426 km до 44.500 km, брзина у најнижој тачки мора бити 4,56 km/s (vis-viva). Идеално, тренутно захватање сагоревања је стога око 0.87 km/s. Право 27-минутно горење је мање ефикасно јер се шири дуж криве; MRO је успорио летелицу за око 1 km/s.
Захватање право у ниску кружну орбиту коштало би око 2 km/s (види Покушај). Аерокочење штеди већину те разлике, а уштеђено гориво постаје свемирска летелица и наука.
Господару.
Хипербола има велику полуос a = −μ/v∞² и ексцентрицитет e = 1 + r_p v∞²/μ. Време лета од далеког до периписи је одређено хиперболичном Кеплеровом једначином M = e sinh F − F.
Захват Δv у периписи r_p у елипсу са апопсисом r_a је
Δv = √(v∞² + 2μ/r_p) − √(2μ r_a / (r_p (r_p + r_a)))
која је најмања за веома дугу елипсу (r_a → велика): свемирска летелица је једва ухваћена. То је разлог зашто долази прво улазе у лабалу орбиту, и зашто следе аерокочење или неколико мањих сагоревања. За мисије са људском посадом на Марс, авион (Појединачни дубок пролаз кроз атмосферу иза топлотног штита) би могао да замени заробљавање сагоревања у потпуности.
Пробај.
Свемирска летелица стиже на Марс са v∞ = 2.65 km/s. Марсово μ = 42,828 km³/s² и најближи прилаз је 426 km изнад радијуса од 3,396 km. Израчунати брзину на најближем приближењу, √(v∞² + 2μ/r). Затим израчунати брзину потребну за кружну орбиту на истој висини. Колико би било велико то заробљавање, у поређењу са 0.87 km/s за дугу елипсу?
Извођење је оно што учење држи.
Брзи тест
3 Брза питања. Изаберите одговор да бисте видели да ли сте у праву.
-
Ако летелица која долази не активира свој мотор, она ће:
- A Сруши се на планету
- B Пролазимо поред планете и опет одлазимо.
- C Пад у кружну орбиту
- D Заустави се изнад планете
Прикажи одговор
B. Пролазимо поред планете и опет одлазимо.
-
Зашто је заробљавање горење учинио на најближој тачки на планету?
- A Лакше је видети тамо.
- B Свемирска летелица је најбржа тамо, а горење мења орбиталну енергију највише на великим брзинама.
- C Атмосфера помаже.
- D Радио сигнали су јаснији.
Прикажи одговор
B. Свемирска летелица је најбржа тамо, а горење мења орбиталну енергију највише на великим брзинама. То је Обертов ефекат: промена енергије по јединици Δv је пропорционална брзини.
-
Шта је аерокорекција?
- A Слетање падобраном
- B Убацивањем најниже тачке орбите у горњу атмосферу да би се постепено успорило
- C Кочење са моторима
- D Користимо гравитацију планете да би успорили
Прикажи одговор
B. Убацивањем најниже тачке орбите у горњу атмосферу да би се постепено успорило
Завршна линија
- Прочитај лекцију
- Урадио изазов
- Положио сам тест.
Означи лекцију као завршену да бисте је сачували у напредак на овом уређају.
Лекција завршена.
Следећи Гравитациона помоћ: слободна прашкаРечи у овој лекцији
Извор
- NASA JPL, Mars Reconnaissance Orbiter arrival press kit (March 2006)
- NASA, Mars Reconnaissance Orbiter mission page
- NASA JPL, Basics of Space Flight, Chapter 14: Launch, Cruise and Arrival (aerobraking)
- JPL SSD, Astrodynamic parameters (GM of Mars)
Ова лекција је лиценцирана као CC BY-SA 4.0.