Sie können mit Delta-V vergleichen

Das Delta-V-Budget einer Mission gibt Ihnen die Gesamtgeschwindigkeitsänderung an, die Sie benötigen, um ein Objekt aus einer Umlaufbahn in eine andere zu bringen. Diese Geschwindigkeitsänderung wird durch die Raketengleichung mit dem Treibstoffverbrauch in Beziehung gesetzt .

Die Energie der Delta-V-Verbrennung kann als kinetische Energie des Kraftstoffausstoßes berechnet werden. Abgasgeschwindigkeit ist$v_{exhaust}$, während Kraftstoff verwendet wird$m_0-m_f$. Die Energie einer Reise ist dann

Somit hängt die Energie, die zum Verschieben von Umlaufbahnen benötigt wird, stark von den Antriebsmitteln ab. Da Sie kein Antriebssystem oder seine Eigenschaften angegeben haben, sollten wir den Energiebedarf in Bezug auf Delta-V berechnen.

Orbitanforderungen übertragen

Eine Hohmann-Umlaufbahn ist eine elliptische Umlaufbahn, die verwendet wird, um zwischen zwei anderen umlaufenden Objekten (wie Planeten) zu wechseln. Atomic Rockets hat ziemlich vollständige Hohmann- Übertragungstabellen .

Für Venus und Mars von den vier Gasriesen, dem Asteroidengürtel und dem Weltraum sind hier die potenziellen Delta-Vs. Die Gesamtspalte ist Gesamt-Delta-v; Einfügen ist das Brennen, um den Mond in eine Transferbahn zu bringen, während Ankommen das Brennen ist, um die Transferbahn zu verlassen und den Planeten zu umkreisen. Beachten Sie, dass das Weltraumobjekt nicht die Sonne umkreist, sondern in einer Art Transferbahn beginnt. Alle Einheiten in km/s.

                  Insert    Arrive       Total
Asteroid-Venus       6.1       6.4        12.5
Jupiter-Venus       18.0       8.1        26.0
Saturn-Venus        11.1       9.1        20.2
Uranus-Venus         6.8       9.8        16.6
Neptune-Venus        7.3      10.0        17.3
Deep Space-Venus              17.8+       17.8+

Asteroid-Mars        2.5       2.4         5.0
Jupiter-Mars        17.8       4.2        22.0
Saturn-Mars         10.9       5.5        16.4
Uranus-Mars          6.7       6.5        13.2
Neptune-Mars         7.2       6.9        17.3
Deep Space-Mars               11.2+       11.2+

Kommentar

Zunächst einmal erzählt der Orbitaltransfer Delta-V überhaupt nicht die ganze Geschichte. Es gibt auch die orbitalen Eigenschaften dessen, was Sie bewegen. Angenommen, Sie wollten Triton , den Mond des Neptun, bewegen. Seine Umlaufbahn ist sowohl retrograd (rückwärts) als auch stark geneigt. Das kostet Sie also viel, viel mehr Energie als eine einfache Hohmann-Übertragung. Das sind also bestenfalls nur Richtwerte.

Abgesehen davon ist der Mars einfacher zu erreichen als die Venus, egal, was Ihr Startziel ist. Jupiter ist schwieriger zu entfernen, da er der massereichste Gasriese ist. Uranus, der am wenigsten massive, ist am einfachsten, Monde aus seiner Umlaufbahn zu bewegen.

Auch die Deep-Space-Berechnung ist mit Vorsicht zu genießen. Was ich aufgelistet habe, ist die solare Fluchtgeschwindigkeit für ein Objekt, das in der Umlaufbahn dieses Planeten beginnt. Das bedeutet die Mindestgeschwindigkeit, um dem Sonnensystem zu entkommen, was auch die Mindestgeschwindigkeit ist, um ein Objekt einzufangen, das nicht die Sonne umkreist (was bei einem Schurkenplaneten der Fall ist). Der Schurkenplanet bewegt sich jedoch möglicherweise erheblich schneller, sodass die Delta-V-Anforderung mit der (unbekannten) Geschwindigkeit des Schurkenplaneten skaliert. Was ich aufgelistet habe, ist einfach ein Minimum.

Schließlich haben Sie den Asteroidengürtel als Quelle eines Mondes außer Acht gelassen, aber bedenken Sie, dass nicht so viel Masse im Sonnensystem herumhängt und darauf wartet, eingefangen zu werden. Es gibt nur 2 Objekte im Kuipergürtel (Pluto und Eris) und sieben Monde (Luna, Titan, Triton und die vier Jupiter), die definitiv größer sind als der Asteroidengürtel. Nach dem Asteroidengürtel ist Uranus der zweitleichteste Ort, um Dinge zu bewegen. Aber die vier größten Monde von Uranus sind nicht viel besser als das, was man vom Asteroidengürtel bekommen kann. Im Vergleich dazu$10^{21}$kg Masse:

Titania        3.5
Oberon         3.0
Asteroid Belt  3.0
Ariel          1.3
Umbriel        1.2
Ceres          0.9

Wenn es also darum geht, einen Mond zu bekommen, sind Sie fast besser dran, Asteroiden zu bekommen als die Monde von Uranus. Sie erhalten etwa 1/3 der Gesamtmasse und es ist viel billiger in Bezug auf Energie.

Fazit

Die beste Wahl ist wahrscheinlich der Asteroidengürtel, auch wenn der Mond klein sein mag. Die nächstbeste Wette ist ein vorbeiziehender Schurkenplanet, solange er langsam ist und genau die richtige Größe hat. Die Chancen dafür sind im Grunde gleich Null, aber dafür sind Geschichten da. Wenn Sie danach wirklich einen großen Mond wollen, ist Titan so ziemlich die einzige Option. Triton hat schlechte orbitale Eigenschaften, die Monde von Uranus sind ebenfalls zu klein, und die Jupitermonde sind ziemlich schwer aus Jupiters Schwerkraft herauszuhebeln.