Ändern sich andere Orbitalparameter bei einem impulsiven Manöver zur Ebenenausrichtung?

Ich arbeite an einer kleinen Anwendung, um impulsive Manöver auf einer Umlaufbahn anzuwenden. Ich möchte zwei Umlaufbahnen in derselben Ebene ausrichten.

Nach der Ausführung der Funktion hat die ursprüngliche Umlaufbahn die gleiche Neigung und Länge des aufsteigenden Knotens der Zielbahn, aber die Exzentrizität, das Argument des Perigäums und die Perigäumshöhe haben sich geändert und ich kann es nicht erklären ...

Vielleicht ist es normal, aber ich finde es schwer, es zu erklären.

Das Manöver wird dort ausgeführt, wo die ursprüngliche Ebene die Zielebene kreuzt.

Wenn die Länge eines Endknotens beider Umlaufbahnen gleich ist, ist das Ergebnis perfekt.

Ich habe den Vektor- und Analyseansatz ausprobiert, aber in beiden Fällen ändern sich andere Orbitalparameter trotzdem.

Das ist mein Beispiel:

ursprüngliche Umlaufbahn:

  • Perigäumsradius = 6700 km
  • Exzentrizität = 0,3
  • Neigung = 40°
  • Längengrad des aufsteigenden Knotens = 20°
  • Argument des Perigäums = 10°

Zielbahn:

  • Perigäumsradius = 6700 km
  • Exzentrizität = 0,3
  • Neigung = 45°
  • Längengrad des aufsteigenden Knotens = 35°
  • Argument des Perigäums = 10°

Nach dem Ausrichtungsmanöver wird die ursprüngliche Umlaufbahn zu:

  • Perigäumsradius = 5027 km
  • Exzentrizität = 0,47
  • Neigung = 45°
  • Längengrad des aufsteigenden Knotens = 35°
  • Argument des Perigäums = 4,27 °
  • Delta V: 1585,35 m/s

Ich danke Ihnen für Ihre Hilfe :)

Können Sie erklären, wie Sie dieses Manöver entwerfen? Machen Sie einen Lambert-Transfer? Die ursprüngliche Umlaufbahn sollte sich nicht ändern und die Zielbahn sollte erreicht werden. Stattdessen scheint es, als ob Sie sich in einer völlig anderen Umlaufbahn befinden.
Hallo @ChrisR Ist kein Lambert-Transfer. Diese Ebenenausrichtung ist der erste Schritt, um in die Nähe des Zielraumfahrzeugs zu gelangen. Die nächsten Schritte werden die Apsidenausrichtung und Phasenlage sein. Das Beispiel, das ich gegeben habe, ist nur für Komponententests in der Anwendung.
Wenn Ihr aufsteigender Knoten wie in Ihrem Fall übereinstimmt, führen Sie den Impuls zur richtigen Zeit aus. Das ist ein guter Anfang. Ihr Impulsvektor senkrecht zur Ebene der beabsichtigten Umlaufbahn ist auch korrekt, da die Neigung nach dem Manöver übereinstimmt. Aber Ihr Impuls in der Ebene der beabsichtigten Umlaufbahn wird geschlagen. schau dort nach deinem fehler. Denken Sie daran, dass Sie Flugzeug, aufsteigenden Knoten und Perigäum fast nie in einem Manöver zusammenbringen können . Die Umlaufbahnen würden nur Flugzeuge kreuzen und sich nicht an derselben 3D-Position treffen, an der Sie Ihre Verbrennung durchführen. brauchen normalerweise 2 Verbrennungen.
Danke @CuteKItty_pleaseStopBArking Ja, ich verstehe, dass wir die Orbitalebene und das Perigäum nicht gleichzeitig ändern können (außer bei kombinierten Manövern). Aber ich verstehe nicht, warum sich andere Parameter nur ändern, wenn die Länge des aufsteigenden Knotens zwischen meinen beiden Umlaufbahnen unterschiedlich ist. Ich hatte gehofft, dass es eine Regel gibt, die besagt: "Wenn ein Manöver die Länge des aufsteigenden Knotens ändert, ändert es die Umlaufbahnform" ^^

Antworten (2)

Wie CuteKitty_pleaseStopBArking erwähnt hat, haben in dieser Situation Ihre ursprüngliche Umlaufbahn und Ihre Zielumlaufbahn keine gemeinsamen Punkte.

GeoGebra Graph: Vergleich der beiden Umlaufbahnen
Geogebra-Diagramm der beiden Umlaufbahnen
Die ursprüngliche Umlaufbahn ist rot, die Zielbahn grün. Bezugsrichtung ist die positive x-Achse, in rot.

Dies ist im Allgemeinen bei jedem Paar von Umlaufbahnen um denselben Körper der Fall, deren Kepler-Parameter sich nur durch den Längengrad des aufsteigenden Knotens unterscheiden, es sei denn, mindestens eine der folgenden Aussagen ist wahr:

  • Die Bahnen sind kreisförmig.
  • Die Neigung der Umlaufbahnen beträgt 0° oder 180° (konventionell erhalten äquatoriale Umlaufbahnen jedoch typischerweise die gleiche Länge wie der aufsteigende Knoten).

Da bei Verwendung der von Ihnen angegebenen Parameter keines der oben genannten Fälle zutrifft, ist in dieser Situation jede einzelne Zündung auf der ursprünglichen Umlaufbahn möglich, die das Raumschiff in die Ebene Ihrer Zielumlaufbahn bringt (definiert durch die Umlaufbahnneigung und die Länge des aufsteigenden Knotens). ) führt zu einer Umlaufbahn, die andere Umlaufbahnparameter als Ihre Zielumlaufbahn hat.

Vielen Dank, Ihre Erklärung ist sehr klar. Ihr Tool für 3D-Grafiken ist wirklich nützlich.

Wenn Sie nur prüfen, ob der Längengrad des aufsteigenden Knotens korrekt ist, garantiert dies nur, dass Ihre neue Umlaufbahn in der richtigen Ebene liegt und durch den Punkt verläuft, an dem Sie das Manöver durchführen. Aber es gibt unendlich viele Umlaufbahnen in dieser Ebene, die durch diesen Punkt verlaufen, und Sie können in jeder von ihnen landen.

Wenn Sie möchten, dass das Manöver die Form der Umlaufbahn (dh Perigäumsradius und Exzentrizität) beibehält, benötigen Sie zusätzliche Einschränkungen: dass sich sowohl die radiale Komponente der Geschwindigkeit als auch die Größe der transversalen Komponente nicht ändern. Beachten Sie, dass sich das Argument des Perigäums auch dann ändert, es sei denn, der Punkt, an dem Sie das Manöver ausführen, liegt in der Äquatorialebene: Der Winkel zwischen dem Manöverpunkt und dem Perigäum bleibt gleich, aber aufgrund der Neigungsänderung der Winkel zwischen dem Manöverpunkt und dem aufsteigenden Knoten ändert sich.

Wenn Sie das billigste tun (in Bezug auf Δ v ) Impulsmanöver, das Sie in die rechte Orbitalebene bringt, dann behält es aus geometrischen Überlegungen die radiale Komponente der Geschwindigkeit bei, verringert aber die transversale Komponente, sodass es die Form der Umlaufbahn verändert.

Vielen Dank, Ihre Antwort ergänzt die vorherige Antwort perfekt!
Ändern sich andere Orbitalparameter bei einem impulsiven Manöver zur Ebenenausrichtung?
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