Русская Википедия:Низкозатратная переходная траектория

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Низкозатратная переходная траектория (НПТ) — маршрут в космосе, который позволяет космическим аппаратам менять орбиты, используя очень мало топлива[1][2]. Эти маршруты работают в системе Земля — Луна, а также в других системах, например, между спутниками Юпитера. Недостатком таких траекторий является то, что зачастую для их завершения требуется значительно больше времени, чем для траекторий более высоких энергий (с бо́льшими затратами топлива), таких как траектории Гомана.

Низкозатратные переходные траектории также известны как граничные траектории слабой устойчивости, или траектории баллистического захвата. НПТ следуют по специальным путям в космосе, иногда называемым межпланетной транспортной сетью. Эти траектории позволяют пройти максимальное расстояние с наименьшими изменениями орбитальной скорости.

Космические аппараты, использовавшие НПТ:

Намечаемые экспедиции с использованием НПТ:

История

Шаблон:Main Впервые НПТ к Луне были продемонстрированы в 1991 году японским космическим аппаратом Hiten. Первоначально аппарат предназначался для исследований окололунного пространства и изучения аэродинамического торможения на высокоэллиптической орбите, на которой он мог приблизиться к Луне. На первом витке Hiten выпустил на околунную орбиту мини-зонд Hagoromo. Возможно, Hagoromo успешно вышел на лунную орбиту, но об этом ничего не известно, в связи с тем, что его радиопередатчик вышел из строя. Шаблон:Нп3 и Джеймс Миллер из Лаборатории реактивного движения[6] слышали о неудаче и помогли спасти миссию, разработав траекторию баллистического захвата, которая позволила бы основному зонду Hiten выйти на лунную орбиту. Траектория, которую они разработали для Hiten, использовала теорию слабой устойчивости и требовала лишь небольшого отклонения скорости космического аппарата, двигающегося по высокоэллиптической орбите, достаточно малого, чтобы быть достигнутой двигателями зонда[1]. Эта траектория в результате привела зонд к гравитационному (Шаблон:Нп3) захвату на временную лунную орбиту с характеристической скоростью орбитального манёвра Шаблон:Math, но продолжался пять месяцев вместо необходимых трёх дней для траектории Гомана[7].

Снижение [[Характеристическая скорость орбитального манёвра|Шаблон:Math]]

Использование НПТ при движении от околоземной орбиты к орбите спутника Луны позволяет достичь экономии топлива до 25 % в сравнении с традиционной ретроградной Шаблон:Нп3 и удвоить полезную нагрузку[8]. Шаблон:Нп3 был описан девятидневный маршрут от низкой околоземной орбиты до баллистического захвата Луной космического аппарата со скоростью 3,5 км/с[9]. Маршрут Эдварда Белбрано от низкой околоземной орбиты с использованием транс-лунной инъекции требует скорости космического аппарата 3,1 км/с. Таким образом может быть достигнуто снижение скорости на Шаблон:Math км/с. Впрочем, последний маршрут привносит не очень высокое снижение скорости орбитального манёвра, которое повлекло бы значительную выгоду по сравнению с использованием этапа с ограниченным перезапуском или продолжительной орбитальной устойчивостью, которая может потребовать космический аппарат с отдельной главной двигательной установкой для захвата.

Для рандеву с Марсианскими лунами экономия составляет 12 % для Фобоса и 20 % для Деймоса. Рандеву нацеливают потому, что устойчивые псевдо-орбиты вокруг марсианских лун не проводят много времени в пределах 10 км от поверхности[10].

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Ссылки

Шаблон:ВС Шаблон:Орбиты

  1. Перейти обратно: 1,0 1,1 Шаблон:Книга
  2. Шаблон:Книга
  3. Interplanetary Superhighway Makes Space Travel Simpler Шаблон:Wayback // NASA 07.17.02: "Lo conceived the theory of the Interplanetary Superhighway. Lo and his colleagues have turned the underlying mathematics of the Interplanetary Superhighway into a tool for mission design called "LTool, « … The new LTool was used by JPL engineers to redesign the flight path for the Genesis mission»
  4. Шаблон:Cite web
  5. Шаблон:Cite web
  6. Прекрасная Селена Шаблон:Wayback, Алексей Левин // «Популярная механика» № 5, 2008. Раздел «Вторая волна»: «называемому низкоэнергетическому трансферу, разработанному американским специалистом по небесной механике Эдвардом Белбрано»
  7. Шаблон:Статья
  8. Шаблон:Cite web
  9. Шаблон:Cite web
  10. Шаблон:Cite web