somo hili liliandaliwa na mwanachama wa timu ya Local Solar System Foundation na linaweza kuboreshwa na mtathmini mwenye sifa. Je, wewe ni qualified katika mada hii? Kupendekeza marekebisho
Mnamo Julai 2020, miradi mitatu iliondoka Duniani kwenda Mars ndani ya siku kumi na mbili: Hope orbiter ya Umoja wa Falme za Kiarabu, Tianwen-1 ya China na Perseverance rover ya NASA. Hii haikuwa kwa bahati mbaya. Mars inaweza tu kupatikana kwa bei nafuu wakati sayari ni alifanya up haki tu, na kwamba hutokea kuhusu kila miezi 26.
Wewe si lengo katika sayari. Unalenga mahali ambapo itakuwa.
Angalia!
Dunia na Mars wote kuzunguka jua, dunia juu ya track ndani na kwa kasi zaidi. Ndege ya angani inayoondoka duniani haisafiri katika mstari mwembamba: inafuata obiti yake yenyewe kuzunguka jua, nusu-elips ambayo huanza kwenye obiti ya dunia na kumalizika kwenye ile ya Mars.
- Usafiri wa reli unachukua takriban 259 days katika njia ya bei nafuu.
- Katika wakati huo Mars husonga juu pia, hivyo lazima iwe kuhusu 44 digrii mbele ya Dunia wakati wa kuondoka.
- Dunia overtakes Mars na lineup sawa hurejea tu kila siku 780, kuhusu miezi 26.
Miss dirisha kwa wiki chache na safari gharama mbali zaidi mafuta, au inakuwa vigumu kwa ajili ya roketi una. Subiri, na dirisha ijayo ni miaka miwili mbali.
Kuelewa
Kwa kushughulikia obiti zote mbili kama duru (Dunia katika 1 AU, Mars katika 1.524 AU) na kutumia Jua μ = 1.327 × 10¹¹ km³/s²:
- The transfer ellipse has a = (1 + 1.524)/2 = 1.262 AU; nusu ya kipindi chake ni 259 days.
- Kuondoka Dunia, spacecraft mahitaji 2.94 km/s zaidi ya Dunia mwenyewe 29.8 km / s karibu na Jua.
- Inafika katika obiti ya Mars 2.65 km/s polepole kuliko Mars na lazima kukamatwa (somo ijayo).
- Phase angle: in 259 days Mars covers 360° × 259/687 ≈ 136°, so it must start 180° − 136° ≈ 44° ahead.
Maeneo ya kijiografia ni tofauti sana, na kila eneo lina sifa zake; kwa mfano, milima ya Andes ina milima mingine mikubwa na milima ya Andes ina milima midogo. Kutumia muda mfupi zaidi Δv kununua safari fupi: Perseverance alichukua siku 203.
Mwalimu
Kipindi cha Sinodi:
Mfano: 1/S = 1/P_Earth − 1/P_Mars S = 1 / (1/365.25 − 1/686.98) ≈ 780 days
Umbali wa Dunia kutoka Jua ni takriban km 2.94, hivyo umbali huu hauwezi kuelezewa kwa njia ya kipimo cha astronomia. Kuteketeza katika 200 km urefu, kasi inahitajika ni √ (v∞² + 2μ_E/r), hivyo kuteketeza kutoka 7.79 km / s maegesho orbit ni kuhusu Kilomita 3.6, na athari Oberth inafanya iwe rahisi kuliko kuongeza 2.94 km / s mbali kutoka Duniani. Vifaa vya kufyatulia roketi hutumia hii kama C3 = v∞² ≈ 8.7 km²/s², kiwango cha chini kwa ajili ya kuondoka Mars.
Jaribu
Mwaka wa Dunia ni siku 365.25 na wa Mars ni siku 687. Tumia fomula ya kipindi cha synodic 1/S = 1/P₁ − 1/P₂ ili kujua jinsi mara nyingi uchoraji wa Dunia-Mars unarudiwa. Kisha angalia orodha ya miradi ya Mars: ni wangapi waliondoka Duniani mwaka 2020, na mwezi gani?
Great. Changamoto ni ambapo kujifunza fimbo.
Maswali ya haraka
3 maswali ya haraka. Pick jibu kuona kama wewe ni haki.
-
Mara ngapi kufanya kuanzisha madirisha kwa Mars wazi?
- A Kila mwaka
- B Kuhusu kila miezi 26
- C Kila miaka 10
- D Siku yoyote
Kuonyesha jibu
B. Kuhusu kila miezi 26
-
Katika uhamisho Hohmann kwa Mars, wapi lazima Mars kuwa wakati spaceship anaondoka Duniani?
- A Moja kwa moja kinyume, nyuma ya jua
- B Kuhusu digrii 44 mbele ya Dunia
- C Hasa karibu na Dunia
- D Nyuma ya Dunia
Kuonyesha jibu
B. Kuhusu digrii 44 mbele ya Dunia Safari inachukua siku 259. Wakati huo Mars huenda kuhusu digrii 136, hivyo lazima kuanza kuhusu digrii 44 mbele ya kukutana na spacecraft digrii 180 kutoka kituo cha kuondoka.
-
Kwa nini rover ya Perseverance ilihitaji miezi 7 tu badala ya miezi 8.5?
- A Ni kutumika kwa haraka, kidogo zaidi ghali njia kuliko bora Hohmann uhamisho
- B Mars alikuja karibu zaidi mwaka huo kwa sababu iliacha kusonga
- C Na akaruka katika njia iliyo nyooka,
- D Ni kutumika gravity kusaidia katika mwezi
Kuonyesha jibu
A. Ni kutumika kwa haraka, kidogo zaidi ghali njia kuliko bora Hohmann uhamisho
Kumaliza mstari
- Soma somo
- Je, changamoto
- Alichukua mtihani
Mark somo kukamilika ili kuiokoa kwa maendeleo yako juu ya kifaa hiki.
Soma kwa makini.
Juu ijayo Kuingizwa orbital: kupata kukamatwaManeno katika somo hili
Chanzo
- NASA, Mars Exploration: when to launch (launch windows)
- NASA JPL, Basics of Space Flight, Chapter 4: Trajectories (interplanetary Hohmann transfers)
- NASA NSSDCA, Mars Fact Sheet
- JPL SSD, Approximate positions of the planets
Masomo haya ni leseni CC BY-SA 4.0.