Oberth 기동에서 필요한 모든 연료를 한 번에 태우거나 각 궤도에 대해 연료의 일부를 태우는 것이 더 효율적입니까?
저는 Parker Solar Probes 궤적을 조사하고 있었고 필요한 중력 보조의 수를 줄이기 위해 근일점에서 역행 추력을 활용하는 가장 최적의 방법이 무엇인지 궁금했습니다. 근일점에서 속도 감소 추력을 적용하는 것이 가장 좋을 것 같습니다. Oberth 효과에 의해 빠르게 움직일수록 추력의 혜택을 더 많이받을 수 있기 때문입니다.
PSP가 첫 번째 근일점에서 추력을 적용하려면 태양에서 목표 거리 인 0.05AU까지 도달하기 위해 불가능한 양의 연료가 필요합니다. 두 번째 근일점에서이 추력을 적용하면 목표 거리에 도달하기 위해 질량 당 연료가 약간 더 적게 필요하고 더 빠르게 이동하므로 동일한 추력에 대해 더 적은 연료가 필요합니다 (여전히 불가능한 양). 주어진 질량에 대해).
따라서 충분한 연료를 추가하고 질량을 동일하게 유지하여 PSP의 3 차 근일점에서 모두 태우면 다시 지원을 위해 금성으로 돌아갈 필요가 없습니다 (PSP는 목표 근일점을 달성 할 수 있음). 거리). 3 번째 어시스트에있는 모든 연료를 태우는 대신에 연료의 1/3을 1 일에, 1/3을 2 차에, 1/3을 3 일에 태우는 대신 연료가 덜 필요한지 궁금합니다. 속도는 증가하고 있지만 연소되는 연료는 적습니다.
이것은 나에게 간단한 문제처럼 보이지만 해결 방법을 잘 모르겠습니다. 예를 들어, 특정 역행 추력이 결과적인 원점 속도에 미치는 영향과 다음 궤도의 근일점 속도와 근일점 거리를 추정 할 수있는 공식이 있습니까?
답변
Periapsis에서의 역행 추력은 periapsis를 낮추지 않고 apoapsis를 낮 춥니 다. periapsis를 낮추고 싶다면, apoapsis에서 추력을 적용해야합니다.
태양과 터무니없이 가까운 지점으로 주변시를 낮추려는 경우 중력 보조를 피하는 가장 효율적인 옵션은 이중 타원 이동입니다 . 가능한 한 높은 아포 시스를 올린 다음 아포 시스에 아주 작은 역행 추력을 적용하는 것입니다. 근시를 낮추기 위해 이것의 단점은 이동 시간입니다. 해왕성 주변의 종말이있는 이중 타원 이동은 태양을 관찰하기 시작하기 전에 10 년 이상의 비행이 필요합니다.
Mark가 이미 지적했듯이 :
Periapsis에서의 역행 추력은 periapsis를 낮추지 않고 apoapsis를 낮 춥니 다. periapsis를 낮추고 싶다면, apoapsis에서 추력을 적용해야합니다.
이것은 매우 중요 할 것입니다. 계획 한 모든 기동은 기본적으로 궤도의 반대편에 영향을 미칩니다. Pericenter를 낮추고 싶습니까? -> Apocenter에서 레트로 그라드 추력. 따라서 타원형 궤도에서 시작하여 주변 중심을 낮추려면 Apocenter에서 가장 느린 위치에 추력을 제공해야합니다.
그러나 귀하의 질문으로 돌아가십시오.
그러나 만약 apoapsis가 낮아진다면 이것이 다음 periapsis를 낮추지 않을까요?
아니
예를 들어, 특정 역행 추력이 결과적인 원점 속도에 미치는 영향과 다음 궤도의 근일점 속도와 근일점 거리를 추정 할 수있는 공식이 있습니까?
간단합니다 : 예,이를위한 매우 쉬운 공식이 있습니다. Wikipedia Hohmann Transfer Orbit 에서 찾을 수 있습니다.
vis-viva-equation (호만 전송에 대한 솔루션이 아님)을 사용하는 것이 좋습니다.
v = sqrt (n * ((2 / r)-(1 / a))),
a = (r_apo + r_peri) / 2
해야 할 일 :
두 시나리오를 모두 플레이하세요 ... 방정식은 궤도의 정의 된 고도에서 속도를 제공하는 것입니다. 이동 궤도로 변경 하시겠습니까? 동일한 고도에서 전송 궤도 속도를 계산합니다. 두 속도의 차이는 필요한 속도 변화입니다. 필요한 연료량을 계산할 수 있습니다. 그 후에 같은 방식으로 계산 된 두 번째 manouvre가 필요합니다.