Övergångsväg till låg kostnad

En lågkostnadsöverföringsbana (LCT) är en rutt i rymden som tillåter rymdfarkoster att ändra omloppsbanor med mycket lite bränsle [1] [2] . Dessa rutter fungerar i jord  - månesystemet , såväl som i andra system, till exempel mellan Jupiters månar . Nackdelen med sådana banor är att de ofta tar betydligt längre tid att genomföra än högre energi (mer bränslekrävande) banor som Gohmann-banor .

Lågkostnadsövergångsbanor är också kända som lågstabila gränsbanor, eller ballistiska fångstbanor. NTP:erna följer speciella vägar i rymden, ibland kallade det interplanetära transportnätet . Dessa banor tillåter det maximala avståndet som kan färdas med de minsta förändringarna i omloppshastigheten .

Rymdfarkoster som använder NTP:

Planerade expeditioner med hjälp av NTP:

Historik

NTP till månen demonstrerades första gången 1991 av den japanska rymdfarkosten Hiten. Ursprungligen var apparaten avsedd att studera det nära-månära rymden och studera aerodynamisk bromsning i en mycket elliptisk bana, där den kunde närma sig månen. På den första omloppsbanan lanserade Hiten Hagoromo-minisonden i en nästan månbana. Det är möjligt att Hagoromo framgångsrikt gick in i månbanan, men ingenting är känt om detta på grund av att hans radiosändare misslyckades. Edward Belbranooch James Miller från Jet Propulsion Laboratory [6] hörde talas om misslyckandet och hjälpte till att rädda uppdraget genom att utforma en ballistisk fångstbana som skulle tillåta Hiten-huvudsonden att gå in i månbanan. Den bana de utvecklade för Hiten använde svag stabilitetsteori och krävde endast en liten avvikelse i hastigheten för rymdfarkosten som rörde sig i en mycket elliptisk bana, tillräckligt liten för att uppnås av sondens propeller [1] . Denna bana förde så småningom sonden in i gravitation ( ballistisk )) fånga in i en tillfällig månbana med en karakteristisk hastighet för omloppsmanövern Δ v ≈ 0 , men varade i fem månader istället för de tre dagar som krävdes för Gohmann-banan [7] .

Minskad Δv_

Användningen av NPT när man förflyttar sig från en omloppsbana nära jorden till omloppsbanan för Månens satellit gör det möjligt att uppnå bränslebesparingar på upp till 25 % jämfört med traditionell retrograd translunar injektion.och dubbla nyttolasten [8] . av Robert W. Farquharbeskrev en nio dagars rutt från låg omloppsbana till jorden till ballistisk fångst av månen av ett rymdskepp med en hastighet av 3,5 km/s [9] . Edward Belbranos rutt från låg omloppsbana om jorden med hjälp av translunar injektion kräver en rymdfarkost på 3,1 km/s. Således kan en hastighetsreduktion på Δ v ≈ 0,4 km/s uppnås. Den senare rutten introducerar dock en inte särskilt hög omloppsmanöverhastighetsminskning, vilket skulle innebära en betydande fördel jämfört med att använda ett begränsat omstartsteg eller förlängd omloppsstabilitet, vilket kan kräva en rymdfarkost med ett separat huvudframdrivningssystem för infångning.

För möten med marsmånarna är besparingarna 12 % för Phobos och 20 % för Deimos. Mötet är riktat eftersom stabila pseudobanor runt månarna på Mars inte spenderar mycket tid inom 10 km från ytan [10] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 Belbruno, Edward Fånga dynamik och kaotiska rörelser i himlamekanik: med tillämpningar för konstruktion av  lågenergiöverföringar . - Princeton University Press , 2004. - S. 224. - ISBN 978-0-691-09480-9 .
  2. ↑ Belbruno, Edward Fly Me to the Moon: An Insider's Guide to the New Science of Space Travel  . - Princeton University Press , 2007. - S. 176. - ISBN 978-0-691-12822-1 .
  3. ↑ Interplanetary Superhighway gör rymdfärden enklare Arkiverad 28 maj 2020 på Wayback Machine // NASA 17/07/02: "Lo tänkte på teorin om den interplanetära superhighwayen. Lo och hans kollegor har förvandlat den underliggande matematiken för den interplanetära motorvägen till en interplanetär motorväg verktyg för uppdragsdesign kallat "LTool, "... Det nya LTool användes av JPL-ingenjörer för att omforma flygbanan för Genesis-uppdraget"
  4. ↑ GRAIL Design på MITs webbplats . Datum för åtkomst: 22 januari 2012. Arkiverad från originalet 26 januari 2012.
  5. ↑ Spaceflight101 GRAAL Mission Design . Datum för åtkomst: 22 januari 2012. Arkiverad från originalet den 19 juli 2012.
  6. ↑ Vackra Selena Arkiverad 25 september 2015 på Wayback Machine , Alexey Levin // Popular Mechanics No. 5, 2008. Sektion "Second Wave": "kallad en lågenergiöverföring utvecklad av den amerikanske himlamekanikern Edward Belbrano"
  7. ↑ Frank, Adam. Gravity 's Rim  //  Upptäck :tidskrift. - 1994. - September.
  8. ↑ Edward A. Belbruno; John P. Carrico. Beräkning av svag stabilitetsgräns ballistiska månöverföringsbanor . AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference (2000). Hämtad 4 april 2018. Arkiverad från originalet 20 november 2008.
  9. ↑ Arkiverad kopia . Hämtad 4 april 2018. Arkiverad från originalet 11 juni 2016.
  10. ↑ A. L. Genova; SV Weston; LJ Simurda. Människo- och robotuppdragstillämpningar av lågenergiöverföringar till Phobos & Deimos (2011). Arkiverad från originalet den 25 april 2012.

Länkar

 Banor