Frequenz des Mars-Übertragungsfensters

Die kurzfristigen Mars-Missionen gehen einen nicht standardmäßigen Weg zurück. Ich glaube, viele von ihnen benutzen tatsächlich einen Vorbeiflug an der Venus, um zur Erde zurückzukehren, was Sie in diesem Wikipedia-Artikel ein wenig sehen können . Auf jeden Fall kann man schneller zurückkehren, als auf ein optimales Transferfenster zu warten, aber zu einem viel höheren Preis, selbst wenn dabei kein Venus-Vorbeiflug stattfindet. Die Mission wird allgemein als "Oppositions"-Mission bezeichnet.

Aus dem Fall für den Mars , der den Plan kurz erörtert, sind hier einige Daten. Beide Missionen brauchen etwa 6 Monate, um anzukommen. Die Conjunction-Mission hat 550 Tage auf dem Mars, die Oppositions-Mission hat 30 Tage. Die Conjunction-Mission braucht etwa die gleiche Zeit, um zur Erde zurückzukehren, 6 Monate, während die Opposition etwa 14 Monate für die Rückkehr benötigt. Es erfordert auch etwa 2 km / s mehr delta v, um zurückzukehren.

Der „Conjunction“-Plan wurde in vielen Medien als der bevorzugte Plan präsentiert, um zum Mars zu gelangen, aufgrund seiner kürzeren Missionsdauer. Ich glaube, der Artikel, den Sie eingefügt haben, ist einfach falsch. The Case for Mars nennt eine 550-tägige Mars-Mission als Standard. Es scheint, dass Sie zeigen, dass es ein Fenster von etwa 450 Tagen gibt.

Die Reise wird wahrscheinlich aus mehreren Gründen nicht genau im Optimum stattfinden. Man kann eine Mission zum Mars schneller durchführen, indem man die Missionszeit etwas für nur geringe zusätzliche Treibstoffkosten ausgleicht. Es gibt eine Reihe von "Free Return Trajectories", bei denen man mit geringen bis keinen Kosten zur Erde zurückkehren kann. Das Optimale davon wird die Transferumlaufbahn mit einer Umlaufzeit von 2 Jahren durchführen, was dazu führen wird, dass es in 2 Jahren zur Erde zurückkehrt, wenn etwas fehlschlägt. Die Zeit, um den Mars für eine solche Umlaufbahn zu erreichen, beträgt 180 Tage. Ich glaube, diese werden den Mars etwa einen Monat früher erreichen als die volle Hohmann-Transferbahn. Natürlich variiert die Zeit auf dem Mars je nach der genauen Orbitalmission.

Der andere Hauptgrund, warum Sie nicht auf der optimalen Flugbahn abfahren, ist, dass Sie früher dort ankommen, als dies bei einer optimalen Flugbahn der Fall wäre. Man könnte daher ein unbemanntes Raumfahrzeug auf dem Landeplatz landen, falls etwas es erfordern sollte, oder könnte es auf dem Ort der nächsten Landung landen, wenn sich herausstellt, dass dies nicht erforderlich ist.

Fazit: Die Verbreitung der Mission der Klasse "Opposition" in der Marsplanung hat wahrscheinlich zu dem Fehler in dem von Ihnen verlinkten Artikel geführt. Eine Oppositionsmission könnte durchgeführt werden und wäre fast ein Jahr kürzer, würde aber die meiste Zeit auf der Durchreise durch das Sonnensystem verbringen und weniger davon mit tatsächlicher Wissenschaft.

Ihr beide habt wirklich recht. Eine nominelle Hohmann-Übertragung dauert 257 Tage (0,7 Jahre). Es ist die geringstmögliche Energie. Allerdings empfiehlt Zubrin in dem zitierten Buch einen 180-tägigen Transfer, der etwas mehr Treibstoff verbraucht, aber eine kostenlose Rücksendung bietet, falls etwas schief geht. Die kostenlose Rückkehr bedeutet jedoch einen Abbruch und keine Marslandung. Wenn Sie die kürzere Reise zu etwas höheren Energiekosten machen, beträgt der Aufenthalt 550 Tage bis zur nominellen Rückkehr. Der Unterschied besteht darin, dass Sie die Reisezeit um 0,4 Jahre verkürzt und stattdessen auf dem Mars verbracht haben. Also 550 Tage (1,5 Jahre) statt etwa 1,1 Jahre auf dem Mars, was ungefähr dem entspricht, was Sie zitiert haben.

(Kostenlose Rückkehr bedeutet, dass Sie einfach direkt am Mars vorbeigehen und Ihr Weg mit dem übereinstimmt, wo die Erde ein paar Jahre später sein wird. Das ist im Grunde das, was Apollo 13 getan hat, um von ihrer Mondbahn zurückzukommen).