Edullinen siirtymäpolku

Low cost Transfer Trajectory (LCT) on reitti avaruudessa, jonka avulla avaruusalukset voivat vaihtaa kiertorataa käyttämällä hyvin vähän polttoainetta [1] [2] . Nämä reitit toimivat Maa  - Kuu -järjestelmässä sekä muissa järjestelmissä, esimerkiksi Jupiterin kuuiden välillä . Tällaisten lentoreittien haittana on, että niiden suorittaminen kestää usein huomattavasti kauemmin kuin korkeamman energian (enemmän polttoainetta kuluttavat) lentoradat, kuten Gohmannin lentoradat .

Halvat siirtymäradat tunnetaan myös alhaisen vakauden rajarajoina tai ballistisen sieppauksen lentoratoja. NTP:t seuraavat erityisiä polkuja avaruudessa, joita joskus kutsutaan planeettojenväliseksi liikenneverkoksi . Nämä lentoradat mahdollistavat suurimman matkan kulkemisen pienimmällä kiertoradan nopeuden muutoksilla .

NTP:tä käyttävä avaruusalus:

• Hiten Japan Aerospace Exploration Agencysta (JAXA);
• Smart-1 Euroopan avaruusjärjestö (ESA);
• Genesis NASA [3] ;
• GRAIL NASA [4] [5] .

Suunnitellut tutkimusmatkat NTP:n avulla:

• European Student Moon Orbiter (ESMO)
• Mars Direct

Historia

Japanilainen Hiten-avaruusalus esitti NTP:t Kuuhun ensimmäisen kerran vuonna 1991. Alun perin laitteen oli tarkoitus tutkia Kuun lähiavaruutta ja aerodynaamista jarrutusta erittäin elliptisellä kiertoradalla, jolla se voisi lähestyä Kuuta. Ensimmäisellä kiertoradalla Hiten laukaisi Hagoromon miniluotaimen lähelle Kuuta. On mahdollista, että Hagoromo pääsi onnistuneesti Kuun kiertoradalle, mutta tästä ei tiedetä mitään, koska hänen radiolähetinnsä epäonnistui. Edward Belbranoja James Miller Jet Propulsion Laboratorysta [6] kuulivat epäonnistumisesta ja auttoivat pelastamaan tehtävän suunnittelemalla ballistisen sieppausradan, jonka avulla Hiten-pääluotain pääsisi Kuun kiertoradalle. Hitenille kehitetty lentorata käytti heikkoa vakausteoriaa ja vaati vain pienen poikkeaman erittäin elliptisellä kiertoradalla liikkuvan avaruusaluksen nopeudessa, joka on riittävän pieni, jotta se saavutettaisiin luotainpotkurien avulla [1] . Tämä lentorata toi luotain lopulta painovoimaan ( ballistiseen )) sieppaus väliaikaiselle kuun kiertoradalle, jonka kiertoradalle ominaisnopeus oli Δ v ≈ 0 , mutta kesti viisi kuukautta Gohmannin lentoradalle vaaditun kolmen päivän sijaan [7] .

Pienentynyt Δv_

NPT:n käyttö siirrettäessä Maanläheiseltä kiertoradalta Kuun satelliitin kiertoradalle mahdollistaa jopa 25 %:n polttoainesäästön verrattuna perinteiseen retrogradiseen translunaariseen ruiskutukseen.ja kaksinkertainen hyötykuorma [8] . Kirjailija: Robert W. Farquharkuvasi yhdeksän päivän reitin matalalta Maan kiertoradalta avaruusaluksen ballistiseen sieppaamiseen Kuun nopeudella 3,5 km/s [9] . Edward Belbranon reitti matalalta Maan kiertoradalta translunaarisella injektiolla vaatii avaruusaluksen nopeuden 3,1 km/s. Siten voidaan saavuttaa nopeuden vähennys Δ v ≈ 0,4 km/s. Jälkimmäinen reitti kuitenkin tuo mukanaan ei kovin suuren kiertoradan nopeuden alenemisen, mikä toisi mukanaan merkittävän edun verrattuna rajoitetun uudelleenkäynnistysvaiheen käyttöön tai pidennettyyn kiertoradan vakauteen, mikä saattaa vaatia avaruusaluksen, jossa on erillinen pääpropulsiojärjestelmä.

Marsin kuuiden tapaamisessa säästöt ovat 12 % Phobosilta ja 20 % Deimosilta. Kohtaus on kohdennettu, koska vakaat pseudo-kiertoradat Marsin kuun ympärillä eivät vietä paljon aikaa 10 kilometrin säteellä pinnasta [10] .

Katso myös

• Painovoiman liike
• Planeettojen välinen liikenneverkko
• Astrodynamiikka

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 Belbruno, Edward Tallenna dynamiikkaa ja kaoottisia liikkeitä taivaanmekaniikassa: sovelluksilla vähäenergiaisten siirtojen  rakentamiseen . - Princeton University Press , 2004. - S. 224. - ISBN 978-0-691-09480-9 .
2. ↑ Belbruno, Edward Fly Me to the Moon : Sisäpiirin opas avaruusmatkailun uuteen tieteeseen  . - Princeton University Press , 2007. - s. 176. - ISBN 978-0-691-12822-1 .
3. ↑ Interplanetary Superhighway tekee avaruusmatkailusta yksinkertaisempaa Arkistoitu 28. toukokuuta 2020 Wayback Machinessa // NASA 17/07/02: "Lo keksi teorian planeettojenvälisestä supervaltatiestä. Lo ja hänen kollegansa ovat muuttaneet planeettojen välisen matematiikan planeettojenväliseksi supervaltatieksi työkalu tehtävän suunnitteluun nimeltä "LTool, "... JPL:n insinöörit käyttivät uutta LToola suunnittelemaan uudelleen Genesis-tehtävän lentoradan.
4. ↑ GRAIL-suunnittelu MIT-verkkosivustolla . Käyttöpäivä: 22. tammikuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 26. tammikuuta 2012. (määrätön)
5. ↑ Spaceflight101 GRAIL Mission Design . Käyttöpäivä: 22. tammikuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 19. heinäkuuta 2012. (määrätön)
6. ↑ Kaunis Selena Arkistoitu 25. syyskuuta 2015 Wayback Machinessa , Alexey Levin // Popular Mechanics No. 5, 2008. Osio "Second Wave": "kutsutaan amerikkalaisen taivaan mekaanikon Edward Belbranon kehittämäksi matalan energian siirroksi"
7. ↑ Frank, Adam. Gravity 's Rim  //  Discover :lehti. - 1994 - syyskuu.
8. ↑ Edward A. Belbruno; John P. Carrico. Heikon vakauden rajan ballististen kuun siirtymisratojen laskeminen . AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference (2000). Haettu 4. huhtikuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 20. marraskuuta 2008. (määrätön)
9. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 4. huhtikuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 11. kesäkuuta 2016. (määrätön)
10. ↑ A. L. Genova; SV Weston; LJ Simurda. Ihmis- ja robottitehtäväsovellukset matalaenergiasiirtoihin, Phobos & Deimos (2011). Arkistoitu alkuperäisestä 25. huhtikuuta 2012. (määrätön)

Linkit

•  Taivaanmekaniikan teoria kohtaa liikeradan suunnittelun nitty-grittyn
• Maan ja Kuun väliset matalaenergiasiirrot, jotka kohdistuvat L1:n hyperboliseen kiertoradalle Kesäkuu 2005 
•  Matalaenergiaiset liikeradat ja kaaos : sovelluksia astrodynamiikkaan ja dynaamiseen tähtitiedoon
• Navigointi taivaanvirroissa , 2005