ఆర్బిటల్ ప్రవేశము: పట్టుకొనుచున్నది

2006 మార్చి 10న, అంతరిక్షంలో ఏడు నెలల తరువాత, NASA యొక్క మార్స్ రికాన్సెన్స్ ఆర్బిటర్ దాని ఆరు ప్రధాన ఇంజిన్లను 27 నిమిషాల పాటు నడిపింది. ఆ సమయంలో ఇది రేడియో సంప్రదింపుల నుండి బయటకు వచ్చి, అంగారక గ్రహం వెనుక భాగంలో ఉంది: భూమిపై ఎవరూ అది పనిచేసిందా లేదా అని తెలుసుకోలేకపోయారు. బర్న్ విఫలమైతే, అంతరిక్ష నౌక అంగారక గ్రహం మీదుగా ప్రయాణించి సూర్యుని చుట్టూ ఒక అనంతమైన కక్ష్యలోకి ప్రవేశించగలదు.

అందువలన ఇది సరైనది కాదు. మీరు పట్టబడి ఉండాలి.

చూడండి

ఒక అంతరిక్ష నౌక ఒక గ్రహం వద్ద “ఆగదు”. ఇది దాని వైపు పడుతుంది, వేగంగా దగ్గరగా వచ్చేటప్పుడు, ఒక హైపర్బోలా అని పిలిచే ఓపెన్ కర్వ్ మీద. ఒంటరిగా వదిలి, అది గ్రహం చుట్టూ వేటు ఉంటుంది మరియు మళ్ళీ దూరంలో కదులుతారు, అది వచ్చింది అదే వేగంగా.

నిలబడటానికి, అది సరైన సమయంలో వేగాన్ని కోల్పోతుంది, అత్యంత సమీపంలో:

1. Capture burn. ఇంజిన్లు ప్రయాణం దిశకు వ్యతిరేకంగా అగ్ని. ఒక సామాన్యమైన బుర్న్ ఓపెన్ కవర్‌ను ఒక పొడవైన, మూసిన ఎలిపిస్ గా మార్చుతుంది.
2. Aerobraking. ఇంకా ఎక్కువ ఇంధనాన్ని ఖర్చు చేయడానికి బదులుగా, నియంత్రణలు కక్ష్య యొక్క తక్కువ పాయింట్‌ను వాతావరణం యొక్క పొడవాటి పైభాగంలో తగ్గిస్తాయి. ప్రతి పాస్, ఒక చిన్న గాలి ఊపు స్పేస్ క్రాఫ్ట్ నెమ్మదిగా మరియు అధిక పాయింట్ పడుతుంది.
3. Science orbit. ఐదు నెలల పాటు నూట యాభై సార్లు ప్రయాణించిన తరువాత, MRO ఒక తక్కువ, దాదాపు వృత్తాకార కక్ష్యను చేరుకుంది, ఇది 250 నుండి 316 కిలోమీటర్ల ఎత్తు వరకు ఉంది మరియు అంగారక గ్రహం యొక్క మాపనాన్ని ప్రారంభించగలదు.

అర్థం

భూమి నుండి హోహ్మాన్-వంటి మార్గంలో వస్తున్నప్పుడు, అంతరిక్ష నౌక అంగారక గ్రహంపైకి చేరుకోవడంలో 2.65 km/s వేగాన్ని అంగారకుడి కంటే నెమ్మదిగా ఉంటుంది. మార్స్ యొక్క దృక్పథం నుండి అది దాని “అంతరంలో వేగం”, v∞. 426 కిలోమీటర్ల పైగా భూమి నుండి పడిపోవడం, ఇది వేగంగా

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

426 కిలోమీటర్ల నుండి 44,500 కిలోమీటర్ల వరకు ఉన్న ఒక పెద్ద ఎముకపై, తక్కువ పాయింట్ వద్ద వేగం 4.56 కిలోమీటర్లు/సెకను (విస్-వివా) ఉండాలి. అందువలన, ఆదర్శవంతమైన, క్షణికమైన కాప్చర్ బర్న్ సుమారుగా 0.87 km/s ఉంటుంది. ఒక నిజమైన 27-నిమిషాల బర్న్ తక్కువ సమర్థవంతంగా ఉంటుంది ఎందుకంటే ఇది వృత్తం చుట్టూ విస్తరిస్తుంది; MROలు అంతరిక్ష నౌకను సుమారు 1 కిలోమీటర్/సెకను వేగంతో నెమ్మదించాయి.

ఒక తక్కువ వృత్తాకార కక్ష్యలోకి సరిగ్గా తీసుకురావడం2కిలోమీటర్లు/సెకను ఖర్చు అవుతుంది (దీనిని ప్రయత్నించండి చూడండి). ఈ విభజనలో అధిక భాగాన్ని ఎయిరోబ్రేకింగ్ ఆదా చేస్తుంది, మరియు ఆదా చేసిన ఇంధనం అంతరిక్ష నౌక మరియు శాస్త్రం అవుతుంది.

మాస్టర్

ఒక హైపర్‌బోలాకు అర్థ-మహా అక్షంa= −μ/v∞² మరియు ఎక్సెంట్రెటిటీ e = 1 + r_p v∞²/μ ఉంటుంది. దూరంలో నుండి పరిభ్రమణానికి విమానం ప్రయాణించే సమయం హైపర్బోలిక్ కెప్లెర్ సమీకరణము M = e sinh F − F ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

ఒక అపోప్సిస్ r_a తో ఒక ఎలిపిస్ లో పరిభ్రమణంలో r_p వద్ద దొరకబడిన Δv

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

చాలా పొడవైన ఎలిప్స్ కొరకు చిన్నది (r_a → పెద్దది): అంతరిక్ష నౌకను కేవలం పట్టుకోవచ్చు. అదే కారణంగా, మొదటగా చేరినవి ఒక లాస్ కక్ష్యలోకి ప్రవేశిస్తాయి, మరియు ఎందుకు ఏరోబ్రేకింగ్ లేదా కొన్ని చిన్న పేలుళ్లు సంభవిస్తాయి. మాస్ మిషన్ల కోసం, aerocapture (ఒక వేడి శిల్పం వెనుక వాతావరణం ద్వారా ఒకే గొప్ప పాస్) మొత్తంగా కెప్చర్ బర్న్ ను ప్రతిస్థాపించవచ్చు.