Delta-v харитаси
Ер, орбита, Ой, Марс ва астероидлар орасида ҳаракатланиш учун тезликнинг қанча ўзгариши керак.
ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) (CC BY 4.0)
Delta-v харитаси
Бу нима? Космик саёҳатлар харитаси. Ҳар бир чизиқ саёҳатнинг бир қисмини ифодалайди ва унинг рақами космик кема бу қисмда учиш учун тезлигини қанчалик ўзгартириши кераклигини кўрсатади. Бу қисмларни қўшиб, саёҳат учун ёқилғи сарфини олиш мумкин.
Уни қандай ишлатиш керак: Бошланғич ва манзилни танланг: харитада иккита нуқтага босинг, Қайдан ва Қаерга менюларидан фойдаланинг ёки йўловчи тугмаларидан бирини босинг. Йўл ёритиб қўйилади ва ёқилғи бюджети барлари ҳар бир қадамни қўшиб беради.
Бу сафар учун ёқилғи бюджети
Жами delta-v
Барча харитани кўриш учун ён томонга силкитинг.
Қимматлар бир томонлама, идеал импулсив маневрлардир. Агар типик деб белгиланмаган бўлса. Ҳақиқий вазифалар йўқотишларни ва самолёт ўзгаришларини қўшиб беради.
Буни синаб кўринг
- Ер юзасидан паст Ер орбитасига ўтиш учун "Орбитага" тугмасини босинг.Эътибор: Бу биринчи қадам 9,4 км/с. орбитадан Ой юзасигача бориш учун фақатгина 5,6 км/с. кўпроқ сарфланади.
- "Айлга", сўнгра "Марсга" босинг ва умумийларни солиштиринг.Эътибор: Улар деярли бир хил: 15.0 ва 15.1 км/с, гарчи Марс ҳар доим Ойдан юз марта узоқроқ бўлса ҳам. Марсда сиз тушганингизда тўхтатиш учун ҳаво бор, ойда эса йўқ, шунинг учун ҳар бир озгина секинлашиш ёқилғига сарф бўлади.
- Марсдан Ерга қайтиш учун саёҳатни режалаштиринг.Эътибор: Сўнгги қадам, Ер юзасига тушиш 0 км/с.га тушади: Ер ҳавоси ва иссиқлик ҳимояси тўхтатишни бажаради, худди барча Аполло экипажи учун бўлганидек. Марсдан кўтарилиш ҳали ҳам 4.1 км/с.га тушади.
- "Геостационар орбитага" босинг ва уни Ернинг паст орбитасидан Ойнинг паст орбитасига бориш билан солиштиринг.Эътибор: Телевидение ва об-ҳаво сателитлари жойлашган юқори орбитага етишиш ой атрофидаги орбитага эришиш билан бир хил харажатларга эга: ҳар иккала ҳолатда ҳам Ернинг паст орбитасидан 3,9 км/с тезликда.
Унинг ортидаги ғоялар
Delta-v нима?
Йўлда юришни тасаввур қилинг. Ҳар бир тезлашиш ва ҳар бир тормоз босиш учун қўшинг: бу умумий delta-v қийматини беради. Космосда тўхтатиш ёки босиб ўтишга йўл йўқ, шунинг учун ҳар бир тезлик ўзгариши ракета моторидан келиб чиқади ва унинг ҳар бир қисми ёқилғи сарфлайди.
Нима учун орбитага чиқиш энг қийин қадам?
Орбитада бўлиш баландликда бўлиш ҳақида эмас. Бу ён томонга тез юриш, сиз Ер атрофида тушиб қолмасдан унинг ичига тушиб қолишингиз ҳақидадир. Ҳаво устида бу 7.8 км/с (28000 км/соат) дегани, сайёрани бир марта айланиши 90 дақиқани олади. Юқорига кўтарилиш йўлида ракета ҳам гравитацион куч ва ҳаво қаршилиги билан курашиб 1.5-2 км/с йўқотади (Ернинг айланиши бироз орқага кетади), шунинг учун бу бир қадам 9.4 км/с туради.
Нима учун Марсга қўниш Ойга қўнишдан арзонроқ?
Марснинг қалин атмосфераси бор. Ерга қўнувчи аппарат ҳавога тезликда урилади ва унинг иссиқлик ҳимояси тезликни иссиққа айлантиради; парашютлар ва қисқа ракета ёниши қолганини бажаради. Шунинг учун харитада Марсга қўниш учун 0 км/с ракета ёқилғиси ҳисобланган, аммо ҳавосиз Ойда барча тормозлашни моторлар бажариши керак бўлган 1.63 км/с. Марсдан чиқиб кетиш бошқа гап: орбитага қайтиш 4.1 км/с сарфлайди.
Аэротармоз нима?
Планета ҳавосини эркин тормоз сифатида ишлатиш. Космик кема атмосферанинг юқори қатламига тушади, бу уни секинлаштиради ва ёқилғини тежайди. 2006 йилда NASA's Mars Reconnaissance Orbiter ўз орбитасини шу йўл билан қисқартирди, Марс ҳавосининг юқори қатламидан беш ой давомида юзлаб тушишлар билан.
Нима учун ҳар бир км/с бунчалик аҳамиятли?
Ракета ўз ёнилғисини олиб юриши керак, ва бу ёқилғини ҳам ишга солиш керак. Шунинг учун ҳар бир қўшимча км/с олдингисига қараганда кўпроқ ёқилғига эҳтиёж сезади. Шунинг учун ҳам астронавтларни Ойга юборган Saturn V ракетаси учирилганда 3000 тоннагача оғирлик қилган, унинг асосий қисми двигатель мойи бўлган.
Манба: ҳисобланган оёқлар стандарт иккита жисм орбита формулаларини NASA/JPL сайёра маълумотлари билан қўллашган (scripts/build-deltav.mjs); Wikipediaдаги Delta-v бюджет мақоласидан ва унинг келтирилган манбаларидан олинган типик оёқлар. Saturn V учириш массаси: NASA. Mars Reconnaissance Orbiter аэробракинги: NASA/JPL.
"delta vee" деб айтинг. Бу "тезликни ўзгартириш" дегани: космик кема қанча тезлашиши, секинлашиши ёки йўналишини ўзгартириши керак. Бу сафар учун ёқилғи бюджетига ўхшайди, секундига километрларда (км/с) ўлчанади.
Луғатда кўпроқ →Бу йўли бирор нарсанинг сайёра ёки юлдуз атрофида айланиб юриши, лекин унга ҳеч қачон урмаслиги, чунки у етарлича тез ҳаракатланмоқда.
Луғатда кўпроқ →Ҳаводан бир неча юз километр баландликда жойлашган орбита. Бу ерда Халқаро космик станция учади, у Ерни 90 дақиқада айланиб чиқади.
Экватордан 35,786 км баландликда жойлашган юқори орбита. Бу ерда Ер атрофида бир марта айланиш учун ернинг бир айланиши керак (24 соатдан озроқ). У ерда сайёра осмонда турибди, шунинг учун уни теле ва об-ҳаво сателитлари фойдаланади.
(Ушбу ояти каримада Аллоҳ таоло инсонни яратгандан сўнг унга турли қудратлар ва имкониятларни бергани, шунингдек, турли хил ҳаёт тарзларини бергани баён этилмоқда.)
Планета ҳавосини эркин тормоз сифатида ишлатиш. Космик кема атмосферанинг юқори қатламига тушади ва ҳаво қаршилиги уни секинлаштиради, ёқилғини тежайди. Бунинг нархи иссиқликдир, шунинг учун унга иссиқлик ҳимояси ёки кўплаб юмшоқ ўтишлар керак бўлади.
Иккита айланма орбита орасида ҳаракатланишнинг энг арзон йўли: янги орбитага теккан овал йўлни бошлаш учун бир босиш, ва унга етиб келганингизда иккинчи босиш.
Луғатда кўпроқ →Маълумотлар жадвали (матнли алтернатива)
| Манба | Иккита | → | ← | У қандай қилиб режалаштирилган? |
|---|---|---|---|---|
| Ер юзаси | Ер орбитаси (200 км) | 9,4 km/s | 0 km/s (аэробрейкингдан фойдалана олади) | оддий (нашр этилган): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesОрбитага қўндирилиш: орбитал тезлик 7.8 км/с, шунингдек, гравитация ва ҳаво қаршилигига кўра йўқотишлар. |
| Ер орбитаси (200 км) | Геостационар трансфер орбитаси | 2,45 km/s | 2,45 km/s (аэробрейкингдан фойдалана олади) | ҳисобланган (идеал): Hohmann perigee burn, 200 km to 35,786 km altitude, equatorial |
| Геостационар трансфер орбитаси | Геостационар орбита | 1,48 km/s | 1,48 km/s | ҳисобланган (идеал): Hohmann apogee burn, no plane changeЭкватордан узоқроқ жойда учирилганида, орбита бурчагини ўзгартириш ҳам секундига бир неча юз метрни қўшиб юборади. |
| Ер орбитаси (200 км) | Ердан қочиш | 3,22 km/s | 3,22 km/s (аэробрейкингдан фойдалана олади) | ҳисобланган (идеал): Escape speed minus circular speed at 200 km |
| Ер орбитаси (200 км) | Ойга кўчириш | 3,13 km/s | 3,13 km/s (аэробрейкингдан фойдалана олади) | ҳисобланган (идеал): Raise apogee to the Moon's mean distance |
| Ойга кўчириш | Қуёш орбитаси (100 км) | 0,82 km/s | 0,82 km/s | ҳисобланган (идеал): Patched conic capture into a 100 km lunar orbit |
| Қуёш орбитаси (100 км) | Ой юзаси | 1,63 km/s | 1,63 km/s | ҳисобланган (идеал): Circular speed at 100 km (ideal, no gravity losses; real landings need more) |
| Ер орбитаси (200 км) | Марсга кўчириш | 3,61 km/s | 3,61 km/s (аэробрейкингдан фойдалана олади) | ҳисобланган (идеал): Earth-Mars Hohmann departure from 200 km, Oberth effect included |
| Марсга кўчириш | Қуйи Марс орбитаси (300 км) | 2,09 km/s (аэробрейкингдан фойдалана олади) | 2,09 km/s | ҳисобланган (идеал): Capture into a 300 km circular Mars orbit |
| Қуйи Марс орбитаси (300 км) | Марс юзаси | 0 km/s (аэробрейкингдан фойдалана олади) | 4,1 km/s | оддий (нашр этилган): Delta-v budget (Wikipedia, with its cited references), typical values including lossesТушиш кўпинча атмосферани (иссиқлик ҳимояси ва парашютлар) фойдаланади; орбитага қайтиш нашр қилинган типик қийматдир. |
| Ер орбитаси (200 км) | Ерга яқин астероид (Bennu) | 4,11 km/s | 4,11 km/s (аэробрейкингдан фойдалана олади) | ҳисобланган (идеал): Heliocentric Hohmann 1 au to Bennu's semi-major axis, coplanar (ignores its 6 degree inclination and its eccentricity); departure from 200 km LEO |
| Ер орбитаси (200 км) | Церера орбитаси | 9,48 km/s | 9,48 km/s (аэробрейкингдан фойдалана олади) | ҳисобланган (идеал): Heliocentric Hohmann 1 au to Ceres, coplanar (ignores its 10.6 degree inclination); departure from 200 km LEO, capture into a 200 km Ceres orbit |
Асбоблар ва дарсликлар фақатгина ўрганиш учун соддалаштирилган моделларни қўллашади. Улар навигация, вазифани режалаштириш ёки бошқа операциявий қарорлар учун фойдаланилмаслиги керак. Сертификатлар бепул ва аккредитацияланмаган. Маълумотлар мазмунини ўқинг