Multiple Gravity Assist vom Mond, um den Mars zu erreichen

Es bietet nicht so viel Ersparnis, wie das$\Delta v$Für einen Mondtransfer werden 3120 m/s benötigt, was nicht viel weniger ist als ein Marstransfer mit 3600 m/s. Wenn Sie den Mond so einstellen, dass er am richtigen Ort ist, können Sie sogar ein etwas weniger optimales Startfenster für den Marstransfer erhalten.

Solche Manöver sind jedoch durchaus möglich. Ein einzelner Vorbeiflug am Mond kann Ihnen etwas mehr als 100 m/s einsparen. Sie haben aber auch die Möglichkeit eines spritzigen Vorbeiflugs am Mond:

1) Verbringen Sie die ersten 3120 m/s von$\Delta v$in LEO, um eine minimale Mondtransferbahn zu erhalten. Ein Vorbeiflug bringt Sie nicht auf Fluchtgeschwindigkeit, da der Mond die Umlaufbahn nicht um 180 Grad (relativ zum Mond) biegen kann. Die neue Umlaufbahn kann auf eine Umlaufzeit von genau 1 Monat ausgerichtet werden.

2) Nach einem Monat in der neuen Umlaufbahn trifft das Raumschiff am selben Ort auf den Mond und führt das erste Manöver durch. Die Zielgeschwindigkeit entspricht gerade der Fluchtgeschwindigkeit der Erde.

3) Führen Sie an der Grenze der Erdhügelkugel eine sehr kleine Verbrennung durch (etwa 10-20 m/s). Fallen Sie zurück zur Erde und brennen Sie an der Periapsis ein wenig mehr. Auf der Hinstrecke wird der letzte Vorbeiflug am Mond durchgeführt, und die Raumsonde hat jetzt genug Geschwindigkeit, um eine Mars-Transferumlaufbahn zu erreichen.

Alles in allem bereitet Ihnen das Einsparen von etwa 300 m/s von diesen 480 m/s viel mehr Ärger, als es wert ist, fügt mehr Dinge hinzu, die bei der Mission schief gehen können, und verlängert die Reisezeit um einige zusätzliche Monate.

Aus reiner theoretischer Unklarheit können Sie die Periapsis-Verbrennung in Stufe 3) des dreifachen Mondvorbeiflugs tatsächlich überspringen. Das Raumschiff hat dann noch ein wenig$v_{inf}$nach der Flucht aus dem System, aber nicht genug für einen Mars-Transfer. Ein "Erdvorbeiflug" ist in diesem Zusammenhang nicht möglich, da wir eine höhere Erde anstreben$v_{inf}$. Wir können jedoch davon profitieren, dass die Erde nicht nur ein Planet ist, sondern ein System, das den Mond enthält. Wenn Sie in ein Zwei-Körper-System eintreten, können Sie tatsächlich etwas gewinnen$v_{inf}$:

Die synodische Periode zur Synchronisation mit dem Erde-Mond-System dauert natürlich mehrere Jahre, und ein solcher Vorbeiflug reicht nicht aus, um die verbleibende Geschwindigkeit für einen Marstransfer zu erreichen. So hat man nach einigen Jahrzehnten die ganzen 480 m/s „umsonst“ gewonnen. (Während der extrem langen und präzisionsfordernden Mission leicht beim Halten der Position verloren.)