Czy Delta V zależy od masy pojazdu startowego i masy ładunku?
W wielu źródłach przeczytałem, że na przykład Delta V jest stała lub stała (Delta V do LEO = 10 km / s). Nie wspomnieli o masie ładunku ani o masie paliwa, a także nie wspomnieli, że wynika to z jej przybliżenia. Z mojej lektury spodziewam się, że Delta nie zależy również od odległości misji. Czy ktoś ma dla mnie jasną odpowiedź? !!
Odpowiedzi
Innym sposobem na wyrażenie delta V do LEO = 10 km / s jest:
- Aby znaleźć się na orbicie, przedmiot musi poruszać się poziomo z prędkością co najmniej 7,8 km / s
- Aby dostać się na orbitę, rakieta dostarczająca przedmiot będzie musiała osiągnąć tę prędkość i wydostać się z atmosfery
- Chociaż to robi, opór grawitacji i opór powietrza powoduje, że musi wywierać taką siłę, jakby rozpędzał się do 10 km / s, a nie 7,8 km / s.
Niezależnie od rodzaju rakiety, której używasz, bez względu na ładunek, musisz obliczyć, czy ciąg silnika będzie wystarczająco duży, wystarczająco długi, aby ładunek osiągnął tę końcową prędkość i był w stanie pozostać na orbicie.
Aby to zrobić, użyj równania rakiety Ciołkowskiego .
Myślenie o odległości misji jest lepsze, jeśli chodzi o myślenie o tym, ile grawitacji musisz pokonać, aby dotrzeć tam, gdzie chcesz się udać. Gdy jesteś w kosmosie, nie ma żadnego tarcia *, które by Cię spowolniło, więc będziesz dalej poruszać się z prędkością, jaką miałeś, gdy przybyłeś w kosmos, a na twój kurs będzie wpływać tylko grawitacja.
Ale weźmy przykład LEO. Po tym, jak coś znajdzie się na orbicie, zwykle nadal nie znajduje się na tej orbicie, której chce. Tak więc jego silnik musi ponownie odpalić przez chwilę, aby przenieść go na właściwą orbitę. Może być konieczne dwukrotne zrobienie tego. A to, co naprawdę musi zrobić, to zmienić prędkość o odpowiednią wielkość, we właściwym czasie, aby znaleźć się na właściwej orbicie. Aby obliczyć, co należy zrobić, to pierwsza rzecz, którą musisz wiedzieć, i na tej podstawie dowiesz się, ile paliwa potrzebuje silnik, aby to zrobić.
* Dobra, właściwie w LEO wciąż jest malutki, maleńki kawałek powietrza, który z czasem spowalnia wszystko. Na przykład ISS musi być od czasu do czasu wzmacniany, aby utrzymać go na odpowiedniej wysokości.
Prosta teoretyczna delta V do osiągnięcia określonej orbity jest stała, ale w praktyce (lub przy bardziej szczegółowej analizie) Delta V nie jest stała z wielu powodów.
Dla startów z powierzchni księżyca lub planety delta V będzie większa niż wartość teoretyczna, ponieważ:
Rakieta nie będzie w stanie natychmiast osiągnąć orbity, przez kilka minut będzie musiała przyspieszyć iw tym czasie straci energię na skutek grawitacji zwiększając delta V.
Jeśli atmosfera jest obecna tak jak na Ziemi, zapewni to również opór, spowalniając rakietę i zwiększając wymaganą delta V w zależności od aerodynamiki rakiety.
Jeśli start odbywa się z obracającego się ciała, delta V będzie również zależeć od miejsca startu i kierunku startu. Miejsca startu na równiku będą wymagały mniejszego delta V, jeśli startuje się zgodnie z kierunkiem obrotu (prograde), a znacznie więcej, jeśli startuje w kierunku przeciwnym (wstecz). Miejsca startów polarnych będą wymagały pośredniej delty V.
Obliczenia Delta V dotyczące przemieszczania się z jednej planety lub orbity księżyca na drugą również wiążą się z komplikacjami:
Zależy to od ustawienia planet w momencie odlotu. Niektóre daty odlotów wymagają większej delty V niż inne i może się to zmieniać z roku na rok. Sytuacja komplikuje się jeszcze bardziej, jeśli planeta lub księżyc nie krąży po orbicie w tej samej płaszczyźnie co rakieta.