Aufgrund des Oberth-Effekts ist es am effizientesten, ein Raumfahrzeug entlang seiner Umlaufbahn bei oder so nahe wie möglich an der Periapsis zu beschleunigen und in unmittelbarer Nähe zur Apoapsis zu verlangsamen. Aber alle Diskussionen darüber scheinen sich um die reine tangentiale Orbitalbeschleunigung zu drehen, beispielsweise um Transfers innerhalb derselben Ebene durchzuführen oder die Geschwindigkeit zu reduzieren, um den Wiedereintritt in die Umlaufbahn zu ermöglichen.
Gilt die gleiche Logik für nicht tangentiale Manöver, z. B. das Anpassen der Bahnneigung?
Angenommen, wir haben zwei Raumfahrzeuge in stabilen Umlaufbahnen eines Planeten, die sich treffen möchten, und dass diese beiden Umlaufbahnen nicht koplanar sind. Man muss eine Quermotorverbrennung durchführen, um seine eigene Neigung an die andere anzupassen.
An zwei Punkten auf jeder Bahn schneiden sich die Bahnebenen. An einem dieser beiden Punkte muss eine Beschleunigung angewendet werden, um die Umlaufbahnen auszurichten. Unabhängig davon, ob dieses Manöver am aufsteigenden oder am absteigenden Knoten (definiert durch den Vergleich ihrer individuellen Neigungen relativ zum Äquator des Planeten) durchgeführt wird, wird zumindest ein Teil der Beschleunigung gegen die tatsächliche Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs zu diesem Zeitpunkt erfolgen, da das Ziel ist um die relative Neigung zu verringern. Macht es der Oberth-Effekt aus diesem Grund am effizientesten, dieses Manöver an dem Knoten auszuführen, der näher an der Apoapsis liegt, da die Geschwindigkeit des Schiffes geringer ist als am gegenüberliegenden Knoten ?
Während Delta-V – oder Geschwindigkeitsänderung – gleich bleibt, hängt die Auswirkung auf die Flugbahn zu einem großen Teil von der absoluten Geschwindigkeit ab.
Während eine kleine Änderung der Geschwindigkeit (eine kleine Änderung des Geschwindigkeitsvektors) bei der Periapsis in eine große Apoapsis-Änderung umgewandelt werden kann, können Manöver wie der Ebenenwechsel (normale/antinormale Verbrennung) oder das bewegliche Argument der Periapsis (Drehen der Hauptachse der Umlaufbahn um den zentralen Körper) erfordern eine Änderung der Richtung des Geschwindigkeitsvektors um einen signifikanten Winkel - und je größer die Geschwindigkeit, desto mehr Delta-V wird benötigt, um dies zu ändern.
Eine einfache Möglichkeit, sich das vorzustellen, ist: Sie möchten Ihre Umlaufbahnneigung um 45 Grad ändern, indem Sie senkrecht zur aktuellen Flugbahn brennen - also müssen Sie den Geschwindigkeitsvektor um 45 Grad drehen. Wenn Ihre aktuelle Geschwindigkeit 20 m/s beträgt, ist es eine Verbrennung von 20 m/s. Wenn Ihre aktuelle Geschwindigkeit 2000 m / s beträgt, benötigen Sie eine Verbrennung von 2000 m / s.
Daher werden Neigungsänderungen am besten bei möglichst niedrigen Geschwindigkeiten durchgeführt - zB in der Nähe einer entfernten Apoapsis einer stark exzentrischen Umlaufbahn - oder durch Schwerkraftunterstützung eines zusätzlichen Körpers, zB des Mondes. Der Oberth-Effekt wirkt sich aktiv nachteilig auf diese Manöver aus.
Ich denke, ich habe meine eigene Frage beantwortet. Wie ich bereits erwähnt habe, wäre die Beschleunigung zur Änderung der Neigung senkrecht zur Umlaufgeschwindigkeit, sodass jeglicher Effekt, der eine Funktion dieser Geschwindigkeit ist, nicht zutreffen sollte.
...Rechts?
ChrisR
Omaha