Delta V, um zum Sonne-Erde-Lagrange-Punkt 1 zu gelangen?

Für eine dieser Startpositionen, GEO, GTO, EM-L2 oder EM-L4/5, die das geringste Delta-V erfordern würde, um Sonne-Erde L1 zu erreichen? Wie viel Delta-V würde es erfordern?

Würde dieses Diagramm helfen, festzustellen, welches Delta-V am ehesten den angegebenen Anforderungen entspricht?

Delta-V-Diagramm

Antworten (1)

L 1 ist eine ähnlich kreisförmige Umlaufbahn, und dieser Quelle zufolge die Erde-Sonne L 1 Ist 1,5 Millionen km von der Erde entfernt. Zwischen kreisförmigen Umlaufbahnen ist der billigste Transfer der Hohman-Transfer .

Laut der Wiki-Seite ist die erforderliche Δ v für Hohman-Transferbahnen ist

Δ v = μ R 1 ( 2 R 2 R 1 + R 2 1 ) + μ R 2 ( 1 2 R 1 R 1 + R 2 )

Wo μ ist der "Gravitationsparameter" ( G M , die Masse des Zentralkörpers multipliziert mit der Gravitationskonstante ), und R 1 , R 2 sind die Radien.

Wobei sich diese Formel damit nun deutlich vereinfachen ließe R 1 R 2 , Ersetzen der Werte ( M = 2 10 30 k G , R 1 = 1.5 10 11 M , R 2 = 1.515 10 11 M , G = 6.67 10 11 N M 2 k G 2 ), können wir das benötigte besorgen Δ v , welches ist 148 M S . Dies erhöht die Fluchtgeschwindigkeit von der Erde ( 11.2 k M S ) oder von LEO ( 3.4 k M S ).

1) In einem 2-Körper-System dauert der Übergang von einer heliozentrischen Umlaufbahn von 1 AE zu einer 1,01 AE etwa 0,14 km/s. 2) Sie würden die ungenauen 5,65 km/s nicht zu der für die Erdflucht erforderlichen Geschwindigkeit hinzufügen. Geschwindigkeit hyperbolischer Orbit = sqrt( Vescape^2 + Vinf^2 ) 3) Die 2-Körper-Hohmann-Gleichung ist für ein 3-Körper-Szenario nicht geeignet.
@peterh Ich habe deine Arbeit überprüft . Ihr Nenner 2.515e11 ist falsch. 1,5e11+1,515e11=3,015e11
@HopDavid Vielen Dank! Ich habe die Antwort verbessert. Entschuldigen Sie die explosive Stimmung, Ihre Korrekturen waren sehr nützlich.
Es wurde eine Kommentarbereinigung angefordert, und ich habe das, was ich für angemessen hielt, gekürzt. Soweit ich sehen kann, wurde das Hauptanliegen von @HopDavid nicht angesprochen. Die Anwendung der Hohmann-Transfergleichung hier ignoriert, dass die Erde existiert, und Sie können nicht einfach die Kosten für das Manövrieren in der Sonnenumlaufbahn zusammen mit den Kosten für die Erdflucht addieren. Die erste Verbrennung der Übertragung wird mit der Flucht in einer einzigen Verbrennung zu geringeren Kosten kombiniert. Sie können diese Kosten anhand der bereitgestellten hyperbolischen Gleichung berechnen.
@Hohmannfan Ok, danke. Das Endergebnis wird jedoch eine ungefähr statische Sonde in einer Entfernung von etwa 1,5 Millionen Kilometern sein. Die dafür benötigte potentielle Energie ist praktisch die gleiche wie im Unendlichen. Die überwiegende Mehrheit der erforderlichen Δ v aufgewendet werden, um diese Fast-Flucht-Geschwindigkeit zu erreichen, unabhängig davon, ob es sich um einen Oberflächen- oder LEO-Start handelt. Obwohl die hyperbolische Gleichung ein besseres Ergebnis erzielen könnte, wird der Unterschied vernachlässigbar sein, wie ich sehen kann.
Die L's sind ungefähr gleich Δ v Entfernung als Fluchtweg ist eine sehr nützliche Faustregel. Das könnte natürlich eine Antwort für sich sein, aber ich nahm an, dass Sie versuchten, eine Schätzung des Unterschieds zu erhalten, indem Sie die Transferbahnen ansprachen. Unter der Annahme, dass gepatchte Kegelschnitte ausreichen, um dieses Problem zu lösen (ist es nicht), erhalten Sie immer noch die Hälfte Ihres Hohmann-Transfers kostenlos
@Hohmannfan Zuerst dachte ich, das Ergebnis wird viel größer sein, nicht nur etwa 140 m / s. Deshalb habe ich die Hohman-Formel ausgegraben. Ich sehe noch ein weiteres Problem: Der erste Ausbruch des Hohman-Transfers würde zu einer Umlaufbahn führen, die der der Erde (um die Sonne) sehr ähnlich ist. Darüber hinaus sollte die Sonde rückwärts abgefeuert werden, um mit nahezu Fluchtgeschwindigkeit in eine niedrigere Umlaufbahn zu gelangen. Wie wird es sich dann im Sonne-Erde-System verhalten? Ich bin mir nicht sicher, anfangs wird es langsamer sein als die Erde, da es sich auf einer elliptischen Umlaufbahn befindet, aber später wird es schneller sein.
@HopDavid Beachten Sie das Kopfgeld.