Erde->Mars: Porkchop, Departure Burn und Orbit Inklination

Mein Ziel ist es, einen Graphen "Spaceport Latitude" <> "Delta-V to Reach Mars" zu erhalten.

Mit dem "Trajectory Optimization Tool" (Matlab One) habe ich erfolgreich ein Porkchop-Diagramm für die Übertragung Erde-> Mars erstellt. Orbitalparameter um die Erde werden nicht berücksichtigt, dh es ist die Flugbahn, die wir unabhängig vom Standort des Raumhafens verwenden werden. Ist es richtig anzunehmen, dass der Breitengrad des Weltraumbahnhofs die optimale Flugbahn Erde-> Mars nicht beeinflussen würde?

Um zu dieser spezifischen Flugbahn zu gelangen, führe ich im selben Tool eine Abflugverbrennungsberechnung für anfängliche kreisförmige 200 km LEO mit unterschiedlichen Neigungen der Umlaufbahn durch.

Ich habe festgestellt, dass das niedrigste Delta-v erforderlich ist, um von einer Umlaufbahnneigung von 21 ° abzuweichen, obwohl ich annehme, dass das Erreichen dieser Umlaufbahn mehr Energie als 0 ° vom Äquator erfordern wird.

Meine weitere Überlegung ist, dass ich die Delta-v-Anforderungen für alle Bahnneigungen aufzeichnen, alle möglichen Delta-vs für alle Raumhafenbreiten berechnen muss, um die anfängliche Umlaufbahn mit allen Neigungen zu erreichen, alle Bahnebenenwechsel auf LEO ausprobieren und durch Kombination all dessen (dh Finden optimaler Kombinationen aus anfänglicher Neigung und Ebenenwechsel für jeden Raumhafenstandort) mit Delta-V, das ich für den Abflug zum Mars für alle Neigungen erhalten habe, bekomme ich möglicherweise die gewünschte Grafik.

Gibt es einen einfacheren Weg, dies zu tun? Vielleicht wurde zu diesem Thema schon geforscht, was ich übersehe?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wow! Umfasst die Optimierung energiearme Übertragungen und ballistische Erfassung?
@uhoh Soweit ich verstehe, wird nur für 1 Brennabfahrt berechnet. In Bezug auf Delta-v/C3 ist eine Verbrennung effizienter als eine Niedrigenergieübertragung. Dafür bräuchte man also ein anderes Programm. In Bezug auf die Erfassung ermöglicht Ihnen das Programm, eine bestimmte maximale Geschwindigkeit bei der Ankunft festzulegen.
Sieht nach der Gelegenheit für 2018 aus.
@uhoh Wenn dies dasselbe Werkzeug ist, dann ist es nur ein Lambert-Löser, der gepatchte Kegelschnitte verwendet.
@fibonatic Ja, das ist es.

Antworten (2)

Zusätzlich zu C 3 für ein bestimmtes Paar von Abfahrts- und Ankunftsdaten müssen Sie auch die Abfahrtsdeklination für dieses Paar kennen. (Der von Ihnen verwendete Lambert-Solver muss dies ebenfalls generieren.)

Sie möchten dann die an die interplanetare Flugbahn gelieferte Masse optimieren. Wenn die Abflugneigung kleiner als der Breitengrad des Standorts ist, dann ist die Neigung der Parkbahn der Breitengrad des Standorts. Es gibt keine Strafe aufgrund der Deklination, also kannst du das Minimum C 3 wählen . Wenn die Deklination des Abflugs größer ist als der Breitengrad, dann gibt es eine Massenstrafe, da Sie jetzt auf eine Bahnneigung gehen müssen, die der Deklination des Abflugs entspricht. Sie benötigen eine Möglichkeit, die Massenstrafe für die Trägerrakete abzuschätzen. In Anbetracht dessen können Sie für die Masse optimieren. Sie werden vielleicht feststellen, dass ein höheres C 3 mit einer niedrigeren Deklination mehr Masse für die interplanetare Flugbahn liefert.

Für die ausgewählten Abflugbedingungen können die Geschwindigkeit und der Radius der Parkbahn zur einfachen Berechnung verwendet werden Δ v von dieser Umlaufbahn zum Abgang C 3 .

Dieses Handbuch enthält weitere Informationen zur Abfahrtsgeometrie.

Ich weiß nicht, wie dieses Matlab-Tool funktioniert, aber wenn es erfordert, dass Sie von einer bestimmten Umlaufbahn um die Erde aus starten, macht es es falsch. Sie sprechen die erste Phase der Trajektorienplanung an. Das Beste, was man in dieser Phase tun kann, ist zu ignorieren, dass das Raumschiff von einer LEO-Umlaufbahn aus startet. Das ist ein Detail, etwas, das bei der Vorausplanung ignoriert werden sollte. Wenn der nachfolgende detaillierte Plan den Start in LEO und von dort zum Mars beinhaltet, sollte der optimale Flugbahnplan Sie stattdessen über die Neigung der optimalen LEO-Umlaufbahn informieren.

Es ist genau wie Sie sagen - "Porkchop" hat überhaupt nichts mit der Umlaufbahn zu tun. Es wird verwendet, um eine optimale Transferbahn von der Erde zu finden. Der interessante Teil beginnt, wenn ich versuche herauszufinden, wie ich von verschiedenen Breitengraden / verschiedenen LEO-Neigungen zu dieser Flugbahn von der Erde komme.