Beste Zeit für eine Änderung der Orbitalneigung – während des Aufstiegs oder einmal im kreisförmigen LEO?

Da die Δ v erforderlich ist, um eine Bahnneigungsänderung durchzuführen, proportional zur Geschwindigkeit ist, habe ich mich gefragt, wann der beste Zeitpunkt für ein solches Manöver wäre.

Wäre es am besten, das Flugzeugwechselmanöver so schnell wie möglich in der Aufstiegsbahn zu beginnen, damit Sie am Ende die richtige Orbitalgeschwindigkeit und -neigung haben, wenn Ihre Triebwerke endgültig abgeschaltet werden (dh den Flugzeugwechsel als Teil des Aufstiegs selbst einbeziehen). ), oder wäre es besser, zuerst in eine geneigte kreisförmige Umlaufbahn in einer höheren Höhe als Ihrer geplanten Umlaufbahn zu gelangen, einen Ebenenwechsel auf dieser höheren Umlaufbahn (aufgrund ihrer geringeren Geschwindigkeit) durchzuführen und dann Ihre Umlaufbahn auf die niedrigere gewünschte Höhe zu ändern?

Wäre der schlimmste Fall schließlich, den Ebenenwechsel tatsächlich in der gewünschten Höhe durchzuführen, sobald Sie sich in einer geneigten kreisförmigen Umlaufbahn befinden? Wie Sie sehen können, bin ich etwas verwirrt, was den besten Ansatz angeht, daher wäre jede Anleitung großartig.

Denken Sie daran, dass sich die Erde dreht, sodass Starts, die nicht an den Polen stattfinden, bereits eine gewisse Geschwindigkeit haben.
In der Praxis hat Shuttle es so schnell wie möglich während des Aufstiegs gemacht, was ich für optimal halte.
Getroffene Informationen, dass Shuttles beim Abschalten des Haupttriebwerks gerade genug Treibstoff hatten, um die Neigung auf bis zu 2 Grad zu korrigieren, was auch das Andocken und die Deorbiting-Reserve beinhaltete.

Antworten (1)

Wenn Sie eine höhere Neigung als Ihre Startbreite erreichen (z. B. von Cape Canaveral bei 28º zur ISS bei 51º), sollten Sie dies so früh wie möglich tun, während Ihre horizontale Geschwindigkeit minimal ist - im Wesentlichen sofort, wenn Sie Ihre Schwerkraftdrehung beginnen. Die Geschwindigkeit, mit der Sie von der Erdrotation ausgehen, ist geringer als die einer sehr hohen Umlaufbahn, sodass die Neigungsänderung nahezu frei ist.

Wenn Sie in eine Umlaufbahn mit großer Höhe und geringerer Neigung fliegen, z. B. zum äquatorialen GSO, gibt es zwei Möglichkeiten:

  • Option A: Kombinieren Sie den Ebenenwechsel mit der Zirkularisation/dem „Apogee-Kick“-Brennen, wodurch die Gesamtverbrennungsanforderung gleich der Hypotenuse des Dreiecks wird, das durch die normalen (Ebenenwechsel) und fortschreitenden (Zirkularisation) Komponenten des Burns entsteht, was möglicherweise nachgibt große Einsparungen;

oder

  • Option B: Starten Sie in eine Umlaufbahn, die höher als die Zielumlaufbahn ist, und führen Sie den Flugzeugwechsel am Apogäum durch, wenn Sie sehr langsam fliegen. Diese Beschreibung behauptet (ohne Zitat oder Ableitung), dass dies effizienter ist als die erste Option für Ebenenänderungen von mehr als 45 Grad.

Der schwierige Fall ist, wenn Sie versuchen, eine niedrige Umlaufbahn mit einer geringeren Neigung als Ihrer Startbreite zu erreichen, wie z. B. äquatorialer LEO. In diesem Fall möchten Sie, um die Größe des Flugzeugwechsels zu minimieren, in die minimale Neigung starten, die vom Startplatz aus erreichbar ist (dh einen genauen Anfangsanstieg nach Osten fliegen, wobei Ihre Neigung gleich Ihrer Startbreite ist). Die Zirkularisierung für LEO muss etwa 10-15 Minuten nach dem Flug erfolgen, aber der absteigende Knoten, an dem Sie den Flugzeugwechsel vornehmen müssen, ist eine Viertelumlaufbahn (23-30 Minuten) vom Startplatz entfernt, sodass die Verbrennungen nicht sein können kombiniert für Effizienz. Indem Sie in eine steiler geneigte Umlaufbahn starten (z. B. von Canaveral nach Südosten statt nach Osten fliegen), können Sie dafür sorgen, dass die Zirkularisierung und der Ebenenwechsel zusammenfallen, aber der Ebenenwechsel muss größer sein; Ich bin mir nicht sicher, wie es optimiert wird.

In meinem speziellen Fall starte ich von einer Seite, die 23º vom Äquator geneigt ist, und versuche, in eine kreisförmige äquatoriale Umlaufbahn von 0º zu gelangen. Würde dies also bedeuten, dass der Flugzeugwechsel als Teil des Aufstiegs tatsächlich eine schlechte Idee ist ?
Ab 23º muss man erst zum Äquator kommen, bevor man den Flugzeugwechsel machen kann. Wenn Sie in eine hohe Umlaufbahn wie Geosynch fliegen, möchten Sie auf jeden Fall die Zirkularisierung mit dem Ebenenwechsel wie in Option A kombinieren. Wenn Sie in eine niedrigere Umlaufbahn gehen, müssen Sie wahrscheinlich zirkulieren, bevor Sie den Äquator erreichen, und ich bin mir nicht sicher, wie Sie das am besten optimieren können.
Aha, das ergab endlich Sinn, danke Russel!
Beste Zeit für eine Änderung der Orbitalneigung – während des Aufstiegs oder einmal im kreisförmigen LEO?
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