必要なすべての燃料を一度にオーベルト操作で燃焼させるのが効率的ですか、それとも軌道ごとに燃料の一部を燃焼させるのがより効率的ですか?

Aug 19 2020

私はパーカーソーラープローブの軌道を調べていて、必要な重力アシストの数を減らすために近日点での逆行推力を利用するための最適な方法は何でしょうか。オーベルト効果により、移動速度が速いほど推力の恩恵を受けることができるので、近日点で減速推力を適用するのが最善だと思います。

PSPが最初の近日点に推力を加えるとしたら、太陽から0.05 AUの目標距離に到達するには、不可能な量の燃料が必要になります。この推力を2番目の近日点に適用した場合、目標距離に到達するために必要な燃料は質量あたりわずかに少なくなり、移動速度も速くなります。同じ推力の場合、必要な燃料は少なくなります(それでも不可能な量です)。与えられた質量に対して)。

つまり、質量を同じに保ちながら十分な燃料を追加できるとしましょう。そうすれば、PSPの3番目の近日点ですべてを燃やす場合、別の支援のために金星に戻る必要はありません(PSPは目標近日点を達成します)距離)。3回目のアシストで持っているすべての燃料を燃やすのではなく、1日で1/3、2日で1/3、3日で1/3を燃やすのに必要な燃料が少なくなるのではないかと思っていました。速度は上がっていますが、燃焼する燃料は少なくなっています。

これは私には単純な問題のように思えますが、それを解決する方法がわかりません。たとえば、特定の逆行推力が結果として生じる遠日点速度、次に次の軌道の近日点速度、次に近日点距離に及ぼす影響を推定できる式はありますか?

回答

5 Mark Aug 19 2020 at 10:26

近地点での逆行推力は近地点を下げるのではなく、遠地点を下げます。近地点を下げようとしている場合は、遠地点で推力を加える必要があります。

近地点を太陽に不条理に近い地点まで下げようとしている場合、重力アシストを回避する最も効率的なオプションは、二重楕円遷移です。遠地点をできるだけ高くしてから、遠地点で非常に小さな逆行推力を適用します。近地点を下げるために。これの欠点は移動時間です。海王星周辺の遠地点を伴う二重楕円遷移では、太陽の観測を開始する前に10年以上の飛行が必要になります。

2 CallMeTom Aug 19 2020 at 15:38

マークがすでに指摘したように:

近地点での逆行推力は近地点を下げるのではなく、遠地点を下げます。近地点を下げようとしている場合は、遠地点で推力を加える必要があります。

これは非常に重要です。計画するすべての操作は、基本的に軌道の反対側に影響します。近日点を下げたいですか?->アポセンターでの逆行推力。したがって、楕円軌道から始めて、近地点を下げたい場合は、遠地点で最も遅い場所に推力を与える必要があります。

しかし、あなたの質問に戻ってください:

しかし、遠地点が下げられた場合、これは次の近地点を下げませんか?

番号

たとえば、特定の逆行推力が結果として生じる遠日点速度、次に次の軌道の近日点速度、次に近日点距離に及ぼす影響を推定できる式はありますか?

シンプル:はい、そのための非常に簡単な数式のセットがあります。ウィキペディアのホーマン遷移軌道にあります。

vis-viva-equationを使用することをお勧めします(ホーマン遷移の解ではありません):

v = sqrt(n *((2 / r)-(1 / a)))、

a =(r_apo + r_peri)/ 2で

するべきこと:

両方のシナリオを試してみてください...方程式は、軌道の定義された高度での速度を示しています。転送軌道に変更しますか?同じ高度での移動軌道速度を計算します。両方の速度の違いは、必要な速度の変化です。だからあなたはあなたが必要とする燃料の量を計算することができます。その後、同じ方法で計算された2番目の操作などが必要です。