Apakah lebih efisien membakar semua bahan bakar yang dibutuhkan dalam manuver Oberth sekaligus atau membakar sebagian kecil bahan bakar untuk setiap orbit?
Saya melihat ke lintasan Parker Solar Probes dan bertanya-tanya apa cara paling optimal untuk memanfaatkan gaya dorong retrograde pada perihelion untuk mengurangi jumlah bantuan gravitasi yang dibutuhkan. Saya pikir akan lebih baik untuk menerapkan gaya dorong pengurang kecepatan pada perihelion karena, dengan efek Oberth, semakin cepat Anda bergerak, semakin Anda bisa mendapatkan keuntungan dari sebuah dorongan.
Jika PSP menerapkan dorongan pada perihelion pertamanya, itu akan membutuhkan jumlah bahan bakar yang tidak mungkin untuk mencapai jarak target 0,05 AU dari Matahari. Jika ia menerapkan gaya dorong ini pada perihelion kedua karena lebih dekat maka akan membutuhkan sedikit bahan bakar per massa untuk mencapai jarak targetnya dan juga karena ia bergerak lebih cepat, untuk daya dorong yang sama kita membutuhkan lebih sedikit bahan bakar (masih jumlah yang mustahil untuk misa yang diberikan).
Jadi katakanlah kita dapat menambahkan bahan bakar yang cukup, menjaga massa tetap sama, sehingga jika kita membakar semuanya di perihelion ketiga PSP maka kita tidak perlu kembali ke Venus untuk bantuan lagi (PSP akan mencapai target perihelionnya jarak). Saya bertanya-tanya apakah itu akan membutuhkan lebih sedikit bahan bakar daripada membakar semua bahan bakar yang kita miliki pada bantuan ke-3 untuk malah membakar 1/3 bahan bakar pada tanggal 1, 1/3 pada tanggal 2, dan 1/3 pada tanggal 3. bahwa kecepatan meningkat tetapi lebih sedikit bahan bakar yang dibakar.
Ini sepertinya masalah sederhana bagi saya tetapi saya tidak yakin bagaimana mengatasinya. Misalnya, adakah rumus yang dapat saya gunakan untuk memperkirakan pengaruh gaya dorong retrograde tertentu pada kecepatan aphelion yang dihasilkan dan kemudian kecepatan perihelion pada orbit berikutnya dan kemudian jarak perihelion?
Jawaban
Dorongan retrograde pada periapsis tidak menurunkan periapsis, tetapi menurunkan apoapsis. Jika Anda mencoba menurunkan periapsis, Anda perlu menerapkan dorongan pada apoapsis.
Jika Anda mencoba menurunkan periapsis Anda ke titik yang sangat dekat dengan Matahari, opsi paling efisien yang menghindari bantuan gravitasi adalah transfer bi-eliptik : naikkan apoapsis Anda setinggi mungkin, lalu terapkan gaya dorong retrograde yang sangat kecil di apoapsis untuk menurunkan periapsis Anda. Sisi negatifnya adalah waktu perjalanan: transfer bi-elips dengan apoapsis di sekitar Neptunus akan membutuhkan penerbangan lebih dari satu dekade sebelum Anda dapat mulai mengamati Matahari.
Seperti yang sudah Mark tunjukkan:
Dorongan retrograde pada periapsis tidak menurunkan periapsis, tetapi menurunkan apoapsis. Jika Anda mencoba menurunkan periapsis, Anda perlu menerapkan dorongan pada apoapsis.
Ini akan menjadi sangat penting: setiap manuver yang Anda rencanakan pada dasarnya berdampak pada lokasi berlawanan dari orbit Anda .. ingin menurunkan Perisentrum? -> dorong retrograd di Apocenter. Jadi, mulai dari orbit elips dan Anda ingin menurunkan perisentrum Anda, Anda harus memberikan dorongan di tempat yang paling lambat, di Apocenter Anda.
Tapi kembali ke pertanyaan Anda:
Tetapi jika apoapsis diturunkan bukankah ini kemudian menurunkan periapsis berikutnya?
TIDAK
Misalnya, adakah rumus yang dapat saya gunakan untuk memperkirakan pengaruh gaya dorong retrograde tertentu pada kecepatan aphelion yang dihasilkan dan kemudian kecepatan perihelion pada orbit berikutnya dan kemudian jarak perihelion ?
Sederhana: YA, ada sekumpulan Rumus yang cukup mudah untuk itu, Anda akan menemukannya di Wikipedia Hohmann Transfer Orbit
Saya akan merekomendasikan Anda untuk menggunakan persamaan vis-viva (bukan solusi untuk transfer hohman):
v = akar persegi (n * ((2 / r) - (1 / a))),
dengan a = (r_apo + r_peri) / 2
apa yang kamu butuhkan:
bermain melalui kedua skenario ... persamaannya memberi Anda kecepatan yang Anda miliki pada ketinggian tertentu dari orbit Anda, Anda ingin mengubah ke orbit transfer? hitung kecepatan transfer orbit pada ketinggian yang sama. perbedaan antara kedua kecepatan adalah perubahan kecepatan yang Anda butuhkan. sehingga Anda dapat menghitung berapa banyak bahan bakar yang Anda butuhkan. setelah itu anda perlu menghitung manouvre kedua dengan cara yang sama, dsb.