Bu ders Local Solar System Vakıf ekibinin bir üyesi tarafından hazırlanmış ve nitelikli bir inceleyici tarafından geliştirilebilir. Bu konu hakkında yeterli misiniz?
Aralık 1965’te Gemini 6 ve Gemini 7, Dünya’nın üstünde 300 km yükseklikte birbirlerinden 30 santimetre uzaklıkta uçtular. Oraya ulaşmak için iki yıl teori ve pratik gerekti: ilk deneyler, bir pilot gibi hedefe doğru uçmanın yörüngede işe yaramayacağını göstermişti.
Yörüngede, yakalamak için hızlanmıyorsun, düşüyorsun.
Bak.
Yörüngedeki her şey tek bir kuralı izler: aşağı daha hızlı. Daha düşük bir yörünge daha kısadır ve uzay aracı onun üzerinde daha hızlı hareket eder, bu yüzden daha yüksekte olan her şeyi kazanır.
- Hedefin arkasında daha düşük bir yörüngeye fırlat. Kapsül istasyonun biraz gerisinde ve biraz altında başlatılır.
- Fazlı. Turdan tur, alt kapsül biraz daha fazla kazanıyor. Burada, istasyonun 20 km altında, yörünge başına 1.6 derece kazanıyor.
- İki küçük yanık., küçük bir Hohmann transferi kapsülü istasyonun yörüngesine doğru kaldırın.
- Son yaklaşma. Son birkaç yüz metre yavaşça, uçuş yönüne doğru, mürettebat tarafından izlenen bilgisayarlar tarafından uçuşuyor. Teması sırasında kapanma hızı saniyede birkaç santimetredir.
Anladım.
Yörünge süresi: T = 2π√(r³/μ). 398.600 km³/s² ile μ =:
- Kapsül 400 km (r = 6,778 km): 92.6 dakika.
- İstasyon 420 km (r = 6,798 km): 93.0 dakika.
Her kapsül yörüngesi, istasyonun sadece 92.6/93.0’ını kapsar: kapsül 360° × (1 − 92.6/93.0) ≈ 1.6° kazanır, yaklaşık 190 km. 20°lik bir boşluğu kapatmak yaklaşık 13 yörünge, yaklaşık 20 saat sürer.
400 km’den 420 km’ye geçiş iki yanmanın her biri için yaklaşık olarak 5.6 m/s maliyetlidir: yörünge hızının 7.7 km/s’sine kıyasla küçüktür.
Efendim.
Hedefe yakın, buluşma mühendisleri Clohessy-Wiltshire (Hill) denklemlerini kullanırlar: hedefle yörüngede olan bir çerçeve içinde doğrusallaştırılmış hareket, x radyal, y yol boyunca ve n hedefin ortalama hareketi:
ym − 3n²x − 2nẏ = 0, ÿ + 2nʒ = 0, z̈ + n²z = 0
Bu garip davranışı açıklarlar: ileriye itme (+ẏ) kovalayıcının yükselmesini (x büyür) ve sonra geri doğru sürüklenmesini sağlar. Yaklaşma yolları y ekseni boyunca (V-bar, arkadan) veya x ekseni boyunca (R-bar, aşağıdan, doğal hareketin frenlemeye yardımcı olduğu yer), güvenlik kurallarıyla tasarlanmıştır ki başarısız bir motor asla çarpışmaya neden olmasın.
Dene bakalım.
Kapsül olduğunuzu sanın, istasyonun 20 derece gerisinde ve aynı yükseklikte. motorunuzu ileriye doğru ateşlerseniz yörüngeye ne olur, daha mı yakınlaşıyorsunuz yoksa daha mı geride kalıyorsunuz? (İpucu: Hohmann dersini düşünün.)
Mükemmel, zorluklar öğrenmenin kalbi.
Kısa bir soru-cevap
3 hızlı sorular. Haklı olup olmadığınızı görmek için bir cevap seçin.
-
Uzay istasyonunun arkasında biraz daha düşük bir yörüngede bir kapsül var.
- A Daha da geride kalıyor
- B Aşağıdaki yörünge daha hızlı olduğu için yakalayabilir.
- C Aynı mesafede kalıyor.
- D Dünyaya çarptı
Cevabı göster
B. Aşağıdaki yörünge daha hızlı olduğu için yakalayabilir.
-
Neden bir uzay aracı sadece motorunu ileriye ateşleyip aynı yörüngede öndeki hedefi yakalayamaz?
- A Çünkü hızlanma yörüngeyi yükseltir, bu da turları daha uzun yapar, böylece geride kalır.
- B Çünkü motorlar ileriye ateş edemez.
- C Hava direnci yüzünden.
- D Yapabilir, böyle yapılır.
Cevabı göster
A. Çünkü hızlanma yörüngeyi yükseltir, bu da turları daha uzun yapar, böylece geride kalır.
-
Bir kapsül, istasyona bağlanma anında ne kadar hızlı yaklaşıyor?
- A Yaklaşık 7.7 km/s
- B Yaklaşık 100 m/s
- C Saniyede birkaç santimetre
- D Tam olarak sıfır.
Cevabı göster
C. Saniyede birkaç santimetre
Bitti
- Dersi oku.
- Zorlu mücadeleyi kazandın.
- Testi aldım.
Bu cihazdaki ilerlemenize kaydetmek için dersi tamamlanmış olarak işaretle.
Ders bitti.
Sıradaki. Eve dönmek: geri girişBu dersteki kelimeler
Kaynaklar
- NASA, Rendezvous and docking (Gemini 6 and 7, the first space rendezvous, 1965)
- ESA, Automated Transfer Vehicle rendezvous and docking
- W. H. Clohessy and R. S. Wiltshire, Terminal Guidance System for Satellite Rendezvous (1960), J. Aerospace Sciences 27(9)
- JPL SSD, Astrodynamic parameters
Bu ders CC BY-SA 4.0 lisansı altındadır.