Низьковитратна перехідна траєкторія (НПТ) — маршрут у космосі, який дозволяє космічним апаратам змінювати орбіти, використовуючи дуже мало палива. Ці маршрути працюють у системі Земля — Місяць, а також в інших системах, наприклад, між супутниками Юпітера. Недоліком таких траєкторій є те, що найчастіше для їх завершення потрібно значно більше часу, ніж для траєкторій із вищими енергіями (з більшими витратами палива), таких як траєкторії Гомана.
Низьковитратні перехідні траєкторії також відомі як граничні траєкторії слабкої стійкості або траєкторії балістичного захоплення. Вони пролягають у космосі особливими шляхами, іноді званим . Ці траєкторії дозволяють пройти найбільшу відстань із найменшими змінами орбітальної швидкості.
- [en] Японського агентства аерокосмічних досліджень (JAXA);
- Смарт-1 Європейської космічної агенції (ESA);
- Genesis НАСА;
- GRAIL НАСА.
Намічені експедиції з використанням НПТ:
- [en] (ESMO)
- Mars Direct
Історія
Вперше НПТ до Місяця продемонстровано 1991 року японським космічним апаратом . Спочатку апарат призначався для досліджень навколомісячного простору та вивчення на високоеліптичній орбіті, де він міг наблизитися до Місяця. На першому витку Hiten випустив на навколомісячну орбіту міні-зонд Hagoromo. Можливо, Hagoromo успішно вийшов на місячну орбіту, але про це нічого не відомо, через вихід з ладу його радіопередавача. [en] і Джеймс Міллер із Лабораторії реактивного руху чули про невдачу і допомогли врятувати місію, розробивши траєкторію балістичного захоплення, яка б дозволила основному зонду Хітен вийти на місячну орбіту. Ця траєкторія використовувала теорію слабкої стійкості і вимагала лише незначного відхилення швидкості космічного апарата, що рухався високоеліптичною орбітою, достатньо малого, щоб бути досягнутим двигунами зонда. Ця траєкторія привела зонд до гравітаційного (балістичного) захоплення на тимчасову місячну орбіту з характеристичною швидкістю орбітального маневру Δv ≈ 0, яке, проте, тривало п'ять місяців замість необхідних для траєкторії Гомана трьох діб.
Зниження Δv
Використання НПТ під час руху від навколоземної орбіти до орбіти супутника Місяця дозволяє досягти економії палива до 25 %, порівняно з традиційною ретроградною трансмісячною ін'єкцією, та подвоїти корисне навантаження . [en] описав дев'ятиденний маршрут від низької навколоземної орбіти до балістичного захоплення Місяцем космічного апарату зі швидкістю 3,5 км/с. Маршрут Едварда Белбрано від низької навколоземної орбіти з використанням трансмісячної ін'єкції потребує швидкості космічного апарата 3,1 км/с. Так можна досягти зниження швидкості на Δv ≈ 0,4 км/с. Втім, цей маршрут дає не дуже значне зниження швидкості орбітального маневру, яке спричинило б значну вигоду, порівняно з використанням етапу з обмеженим перезапуском або тривалою орбітальною стійкістю, яка може потребувати для захоплення космічного апарата з окремою головною руховою установкою.
Для рандеву з марсіанськими місяцями економія становить 12 % для Фобоса та 20 % для Деймоса. Метою є рандеву, оскільки на стійких псевдоорбітах навколо марсіанських місяців мало часу проходить у межах 10 км від поверхні.
Див. також
Примітки
- [en]. Capture Dynamics and Chaotic Motions in Celestial Mechanics: With Applications to the Construction of Low Energy Transfers. — Princeton University Press, 2004. — С. 224. — . з джерела 1 червня 2019
- [en]. Fly Me to the Moon: An Insider's Guide to the New Science of Space Travel. — Princeton University Press, 2007. — С. 176. — . з джерела 30 липня 2019
- Interplanetary Superhighway Makes Space Travel Simpler [ 2020-05-28 у Wayback Machine.] // 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»
- GRAIL Design at MIT Website. оригіналу за 26 січня 2012. Процитовано 22 січня 2012.
- . Архів оригіналу за 19 липня 2012. Процитовано 22 січня 2012.
- Прекрасная Селена Архівна копія на сайті Wayback Machine., Алексей Левин // «Популярная механика» № 5, 2008.
- Frank, Adam. Gravity's Rim // [en] : magazine. — 1994. — 9. з джерела 22 жовтня 2019.
- Edward A. Belbruno; John P. Carrico (2000). Calculation of Weak Stability Boundary Ballistic Lunar Transfer Trajectories (PDF). AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference. (PDF) оригіналу за 20 листопада 2008. Процитовано 4 квітня 2018.
- Архивированная копия (PDF). (PDF) оригіналу за 11 червня 2016. Процитовано 4 квітня 2018.
- A. L. Genova; S. V. Weston; L. J. Simurda (2011). (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 25 квітня 2012.
Посилання
- (англ.)
- June 2005(англ.)
- (англ.)
- Navigating Celestial Currents, 2005(англ.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Nizkovitratna perehidna trayektoriya NPT marshrut u kosmosi yakij dozvolyaye kosmichnim aparatam zminyuvati orbiti vikoristovuyuchi duzhe malo paliva Ci marshruti pracyuyut u sistemi Zemlya Misyac a takozh v inshih sistemah napriklad mizh suputnikami Yupitera Nedolikom takih trayektorij ye te sho najchastishe dlya yih zavershennya potribno znachno bilshe chasu nizh dlya trayektorij iz vishimi energiyami z bilshimi vitratami paliva takih yak trayektoriyi Gomana Nizkovitratni perehidni trayektoriyi takozh vidomi yak granichni trayektoriyi slabkoyi stijkosti abo trayektoriyi balistichnogo zahoplennya Voni prolyagayut u kosmosi osoblivimi shlyahami inodi zvanim Ci trayektoriyi dozvolyayut projti najbilshu vidstan iz najmenshimi zminami orbitalnoyi shvidkosti en Yaponskogo agentstva aerokosmichnih doslidzhen JAXA Smart 1 Yevropejskoyi kosmichnoyi agenciyi ESA Genesis NASA GRAIL NASA Namicheni ekspediciyi z vikoristannyam NPT en ESMO Mars DirectIstoriyaVpershe NPT do Misyacya prodemonstrovano 1991 roku yaponskim kosmichnim aparatom Spochatku aparat priznachavsya dlya doslidzhen navkolomisyachnogo prostoru ta vivchennya na visokoeliptichnij orbiti de vin mig nablizitisya do Misyacya Na pershomu vitku Hiten vipustiv na navkolomisyachnu orbitu mini zond Hagoromo Mozhlivo Hagoromo uspishno vijshov na misyachnu orbitu ale pro ce nichogo ne vidomo cherez vihid z ladu jogo radioperedavacha en i Dzhejms Miller iz Laboratoriyi reaktivnogo ruhu chuli pro nevdachu i dopomogli vryatuvati misiyu rozrobivshi trayektoriyu balistichnogo zahoplennya yaka b dozvolila osnovnomu zondu Hiten vijti na misyachnu orbitu Cya trayektoriya vikoristovuvala teoriyu slabkoyi stijkosti i vimagala lishe neznachnogo vidhilennya shvidkosti kosmichnogo aparata sho ruhavsya visokoeliptichnoyu orbitoyu dostatno malogo shob buti dosyagnutim dvigunami zonda Cya trayektoriya privela zond do gravitacijnogo balistichnogo zahoplennya na timchasovu misyachnu orbitu z harakteristichnoyu shvidkistyu orbitalnogo manevru Dv 0 yake prote trivalo p yat misyaciv zamist neobhidnih dlya trayektoriyi Gomana troh dib Znizhennya DvVikoristannya NPT pid chas ruhu vid navkolozemnoyi orbiti do orbiti suputnika Misyacya dozvolyaye dosyagti ekonomiyi paliva do 25 porivnyano z tradicijnoyu retrogradnoyu transmisyachnoyu in yekciyeyu ta podvoyiti korisne navantazhennya en opisav dev yatidennij marshrut vid nizkoyi navkolozemnoyi orbiti do balistichnogo zahoplennya Misyacem kosmichnogo aparatu zi shvidkistyu 3 5 km s Marshrut Edvarda Belbrano vid nizkoyi navkolozemnoyi orbiti z vikoristannyam transmisyachnoyi in yekciyi potrebuye shvidkosti kosmichnogo aparata 3 1 km s Tak mozhna dosyagti znizhennya shvidkosti na Dv 0 4 km s Vtim cej marshrut daye ne duzhe znachne znizhennya shvidkosti orbitalnogo manevru yake sprichinilo b znachnu vigodu porivnyano z vikoristannyam etapu z obmezhenim perezapuskom abo trivaloyu orbitalnoyu stijkistyu yaka mozhe potrebuvati dlya zahoplennya kosmichnogo aparata z okremoyu golovnoyu ruhovoyu ustanovkoyu Dlya randevu z marsianskimi misyacyami ekonomiya stanovit 12 dlya Fobosa ta 20 dlya Dejmosa Metoyu ye randevu oskilki na stijkih psevdoorbitah navkolo marsianskih misyaciv malo chasu prohodit u mezhah 10 km vid poverhni Div takozhGravitacijnij manevr AstrodinamikaPrimitki en Capture Dynamics and Chaotic Motions in Celestial Mechanics With Applications to the Construction of Low Energy Transfers Princeton University Press 2004 S 224 ISBN 978 0 691 09480 9 z dzherela 1 chervnya 2019 en Fly Me to the Moon An Insider s Guide to the New Science of Space Travel Princeton University Press 2007 S 176 ISBN 978 0 691 12822 1 z dzherela 30 lipnya 2019 Interplanetary Superhighway Makes Space Travel Simpler 2020 05 28 u Wayback Machine 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 GRAIL Design at MIT Website originalu za 26 sichnya 2012 Procitovano 22 sichnya 2012 Arhiv originalu za 19 lipnya 2012 Procitovano 22 sichnya 2012 Prekrasnaya Selena Arhivna kopiya na sajti Wayback Machine Aleksej Levin Populyarnaya mehanika 5 2008 Frank Adam Gravity s Rim en magazine 1994 9 z dzherela 22 zhovtnya 2019 Edward A Belbruno John P Carrico 2000 Calculation of Weak Stability Boundary Ballistic Lunar Transfer Trajectories PDF AIAA AAS Astrodynamics Specialist Conference PDF originalu za 20 listopada 2008 Procitovano 4 kvitnya 2018 Arhivirovannaya kopiya PDF PDF originalu za 11 chervnya 2016 Procitovano 4 kvitnya 2018 A L Genova S V Weston L J Simurda 2011 PDF Arhiv originalu PDF za 25 kvitnya 2012 Posilannya angl June 2005 angl angl Navigating Celestial Currents 2005 angl