Uzay Keşfeti Vakfı: Başlat Kampanyalarda Orbital Mekanik

Dünya'nın her uydusu, başka bir gezegeni ziyaret eden her bir uydu ve SpaceX gibi her insanlı görev, bu fiziksel ilkeleri anlamak ve uygulamak için muazzam bir projeye güvenen bir tasarımdır - ve her fırlatma, bir roketin kapatabileceği pratik bilimdir.

Herhangi bir uydu misyonunun başarısı her aşamada yörünge mekaniği almak için bağlıdır: fırlatma penceresini seçmek, yörüngeyi şekillendirmek, yörüngeyi kurmak ve gerekli ayarlamaları yürütmek.Her karar, birkaç derece yanlış hesaplamak veya saniyeler olarak, uzay ajanslarının bu disiplini en kritik hale getiren gerçek dünya uygulamaları anlamına gelebilir.

Orbital Mechanics Nedir?

Orbital mekanikler, ayrıca göksel mekanikler veya astrodinamik olarak da bilinir, iki kişilik hareket için temel denklemdir - 0 (m1m2) / s. - Dünya çapındaki tüm yörünge hesaplamaları tanımlar.

Ancak, gerçek dünya yörüngesel mekanikleri, 17. Yüzyılda bu perturbing güçleri dikkate alan, genellikle milyonlarca yörüngeyi en yüksek seviyeye çıkarmak için sayısal simülasyonlar yapmak zorunda. Alan, 17. yüzyılda ilk tarif edilen eliptik yörüngeleri etkileyen Johannes Kepler'in çekim günlerinden dramatik bir şekilde gelişti.

yörünge mekaniğindeki en önemli kavramlardan biri, bu denklemin merkezi bir şekilde belirlenmesi için gerekli olan bir manevra için gerekli olan elektriksel mesafe ve üst aşamasının hızını oluşturan bir uzay aracının hızıyla ilgili olarak, bu ilkelerin temel bir şekli, bu denklemin belirlenmesinde kullanılan temel bir kısıtlamadır.

Planlama Uydu Lanses'te Anahtar Prensipleri

Uydu fırlatma kampanyasının planlanması, yörüngesel mekanikler tarafından yönetilen birkaç bağımsız aşamayı içerir. Aşağıdaki ilkeler sürecin merkezidir.

Pencere Seçiciliği

Başlangıçta bir roketin hedef yörüngeye ulaşabildiği belirli bir süre - Dünya'nın rotasyonel hareketi ve uydunun amaçlanan varış noktasının yörüngesini hesaplamak için belirli bir yörünge için, örneğin, pencere aşırı derecede dar olabilir. Uzayın her gün yörüngede olduğu gibi, yörüngede olduğu gibi, yörüngede olduğu gibi, yörüngede olduğu gibi belirli bir yörüngede yer alan yörüngede yer alan yörüngede yer alan yörüngede yer alan yörüngede yer alan yörüngede yer alan bir yörüngede yer alan yörüngede yer alan bir yörüngede yer alan bir yörüngede yer alan bir yörüngede yer alan bir yörüngededir.

Uzun pencereler, ortaya çıkan yörünge parametrelerinde bazı esnekliği kabul edebilecek görevler için var. Uydular, düşük Dünya yörüngesi için tasarlanmış (LEO) her gün daha sıkı bir gereklilikle, ancak başlatıcı uydulara çarpmaya izin verilemez.

Trajectory Design

Başlangıçta, fırlatma penceresi seçilirken, mühendisler roketin yörüngeye doğru geçişe devam edeceğini tasarlar.Bu yörünge, yakıt verimliliği, yapısal yükler ve güvenlik kısıtlamalarının dengelendiği dikkatlice hazırlanmış bir yoldur. Uydu fırlatması için tipik bir ascent profili, roketin hız vektörünü dikeyden yatayye çevirmeye başlamak için bir manevrayı takip eder.Bu dönüş şekli, değişkenlerin ve sayısal optimizasyon tekniklerinin değiştirilebilir hale getirilmesi ve enerji kaybı nedeniyle en aza indirmek için optimize edilir (gradynamic ortamı).

[FONT:0)Gravity turn[[Döneticiler yörüngede yaygın, roket yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş

Orbital iyon

Orbital ekion, uyduyu amaçlanan yörüngeye yerleştirdiği son yakıcıdır. Hedef yörünge, oldukça eliptik bir yörünge veya bu eklentinin yüksek bir üst seviyeye transfer etmek için uyduyu kaçırmak için bir hata kritiktir.Bu eklenme cihazının hassas noktası, daha sonra yangınlarda veya zamanlaması, yüzlerce kilometreye kadar hedefini kaçırmak için uydurabilir.For satellite yörünge için (GEO), ekstevasyon genellikle bir Hohmann transferini takip eder.

Daha gelişmiş görevler süpersynchronous transfer yörüngelerini kullanabilir, apogee başlangıçta daha verimli yörünge yerleştirmesine izin verecek olan GEO'dan daha yüksek ve gerekirse, modern uydu daha fazla şarjlı motorlar kullanarak daha fazla şarj edilebilir.[Döneticileri için elektrik tahrik eder]Ortak bir şekilde kullanılan yörüngede yüksek çözünürlükte bir yörüngede yüksek çözünürlükte bulunan yörüngeli motorlar için akıllı bir yörüngeye sahip olmalıdır.

Gravity Assists ve Düzeltmeler

Gravity yardımcı olur, aynı zamanda uçup veya hızlandığı gibi, bir gezegenin çekim alanını kullanan veya uzayın hızını artırmak için bir uzayın hızını değiştirmek için güçlü bir tekniktir. Uçak dışı görevler için en yaygın olarak, bu vücut ile hızlanan veya bir hıza sahip olanlar gibi, enerji tasarrufunun korunması ve hızlanması için de hıza kadar hesaplanabilir.

Yerdeki çekim yardımcılarının ötesinde, düzeltmeler, uydunun operasyonel yaşamını sürdürmek için devam eden bir parçasıdır. Orbital düzeltmeler küçük iterli yakmalar ve uydunun yerdeki konumdaki konumdaki konumdaki konumdaki konumdaki konumdaki konumdaki boşluklar için, her birkaç hafta boyunca uyduyu uzun süredir ayakta tutmak için yapılır.Bu manevralar Dünya'nın çekimsel dinamik modellerine güvenerek, tam olarak yer alan bir yörüngede bulunan yörüngede bulunan yörüngede sabit yörüngede bulunan yörüngede sabit bir şekilde mekanik sistemlere güvenir.

Orbital Mechanics Influence Start Campaigns

yörünge mekaniğinin etkisi, başlangıçtan beri tüm kampanyayı şekillendiriyor; bir pencerenin kaybolduğu zaman, tüm kampanya zemin operasyonlarına ve ödeme zamanlamasına yol açıyor.

Örneğin, Dünya ve Mars'ın göreceli çizgisi nedeniyle 2005 yılında başlatılan bir pencerede, uzay aracının birkaç hafta içinde başlatıldığını talep etti. Benzer şekilde, L2 Lagrange noktasının etrafındaki uygun yörüngeye doğru yol açtı.

Takımyıldızlar için kampanyalar başlat - SpaceX'in Starlink veya OneWeb gibi - aynı zamanda yörüngesel mekanik planlamaya da güveniyor.Bu sistemler, belirli yörüngelerde ve yüksek çözünürlüklerde yer alan ve yüksek çözünürlüklerde, bir tek bir fırlatma, onlarca uydu taşıyabilir[Dönemli zaman aralığına kadar serbest bırakılmalı).Bu sistemler, yörüngede yer alan boşlukları doğal olarak dağıtacak şekilde ayarlandığında, sabit bir şekilde sabit bir şekilde dağıtılır.

Vaka Çalışması: Geostationary Uydus

Geostationary orbit (GEO) uzayda en ekonomik değerli bölgelerden biridir, iletişim uyduları, hava uyduları ve GEO'ya bir uyduyu depolayarak, iki kişi problemini ve Hohmann transfer ilkelerini dikkatle planlayın. Tipik bir başlangıç profili, GTO'nun bir üst aşamasına bir ekleme ile başlar.

Birpogee'de, uydunun kendi tahrik sistemi yangınlarını yörüngeyi yeniden tanımlamak için ateşler.Bu yakıcı, tam olarak bir taraf için 23 saat boyunca, 56 dakika, 4 saniye), yarımajor ekseninin, Dünya'nın merkezinden 42,4 km uzaklıktaki tüm süreç, yörüngede bir yörüngeye sahip olması gerektiği kesin bir süre boyunca, bir yarımajor hattını azaltacaktır.

Ay yerçekimi yardımcıları gibi gelişmiş teknikler [DÜDÜDÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜŞÜNÜSÜŞÜNÜSÜŞÜNÜSÜŞÜNÜSÜŞÜNÜŞÜNÜSÜŞÜNÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜN

Vaka Çalışması: Polar ve Sun-Syncous Orbits

Uzayın Dünya'nın kutupları üzerinde geçtiği yerde, yörüngede bulunan ve iklim izlemesi için temeldir. Belirli bir yörünge türü, güneş-enkron (SSO), Dünya'nın eşdeğerliliği ile aynı yerel güneş zamanından geçiyor.

SSO'ya bir başlangıç yapmak, başlangıçtaki yörünge uçağının istenen güneş-enkron koşulu ile uyumlu olması için günün doğru zamanını seçmekte ve bir kez daha gerçekleşmemektedir.SSO için pencereler genellikle sadece 16 günlük tekrar döngüsü ile güneş batması gerekir.

Vaka Çalışması: Lagrange Point Missions

Lagrange noktaları, en az iki büyük vücut (örneğin, Dünya ve Güneş) ve diğer küçük bir vücut dengesi üzerinde daha küçük bir dengede bulunan bir uyduya izin veriyor, ancak sabit bir konuma sahip olan iki vücut için bir uyduya sahip olan L2 noktası, uzay teleskopları için en sevdiğiniz bir yer haline geldi, çünkü derin uzayın sabit bir manzaralarını sunuyor.The North Webb Space Teleskobu).

Ajanslar bir Lagrange noktası görevinin, istenen yarı yörüngeye bir transfer yörüngesi tasarlaması gerekir. Bu özellik genellikle Ay'ın düzeltmelerini bir dizi kullanır ve Ay'ın yörüngesine yerleştirilmesi için bir araç kiralamaya yardımcı olabilir, çünkü Gaia) L2'ye kadar olan görev, L2'ye başlayan pencereleri genellikle kısa ve Dünya'nın ve Ay pozisyonlarına bağlı olarak, bu üç metre boyunca yapılan deneylerin temel görevleri yerine getirmelidir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Orbital mekanikler sadece teorik bir disiplin değildir; uzay ajanslarının başarılı görevlere hırslı bir başlangıç kampanyası başlatmasını sağlayan pratik bir araçtır.En iyi başlangıç penceresini verimli yörüngeler tasarlamak, kesin yörüngeler gerçekleştirmek ve doğru manevralar gerçekleştirmek, Dünya'dan son yörüngeye doğru her adım aynı temel fizik tarafından yönetilmektedir.

Teknoloji ilerledikçe, yeni hesaplama yöntemleri - yörünge optimizasyonu ve gerçek zamanlı otonom rehberlik için makine öğrenimi dahil - kampanyalar başlatmaya daha verimli ve dayanıklı hale getirilmesi söz verir. Ancak, yörünge mekaniğinin temel ilkeleri değişmeden kalır ve her ilham verici havacılık mühendisi onları düşük bir Dünya yörüngesine başlatmak veya Lagrange noktasına bir teleskop göndermek zorunda kalır, Uzaydaki hareket yasaları daha nihai kılavuzdur.

Daha fazla yörünge mekaniği ve kampanyalar hakkında okuma, bakınız:0)NASA'nın Orbital Mekanikleri Temelleri), [[ŞUygun Mekanikleri Genel Bakış[Döneticileri: 3 ) ve yörüngesel mekanikler üzerindeki giriş[Döneticiler için).