Reichweite der Reisezeit zwischen bestimmten Planeten mit dem interplanetaren Transportnetz / interplanetaren Superhighway?

Soweit ich weiß, ermöglicht das Interplanetary Transport Network das Reisen mit niedriger Geschwindigkeit zwischen verschiedenen Planeten im Sonnensystem und verbraucht dabei sehr wenig Energie. Gibt es Flexibilität, wie lange es dauern würde, zwischen Planeten (mit derselben Orbitalkonfiguration) auf ITN zu reisen? Bestimmt das Δ𝑣, wie lange es dauern würde, zwischen verschiedenen Körpern zu reisen?

Gibt es eine Mindestzeit zwischen Jupiter und/oder Saturn, um mit dem ITN zum Mars und/oder zur Erde zu reisen?

Beiträge als hilfreiche Ressourcen 1 , 2 , 3 , 4 , 5
mit besonderem Augenmerk auf die Beiträge von @HopDavid
@uhoh Wenn ich also HopDavids Antwort auf den ersten Link lese, den Sie richtig gepostet haben, würde es Jahrhunderte dauern, über das ITN zwischen diesen Gasriesen und der Erde oder dem Mars zu reisen. Habe ich es richtig gelesen?
Um das genau herauszufinden, müsste ich mich auch vertiefen, und das steht nicht unmittelbar bevor, aber ich denke , eine zweite Frage ist, ob es überhaupt eine Lösung gibt. Die Beschriftung für das Bild in Wikipedias Interplanetary_Transport_Network entschuldigt sich, und wenn Sie auf die Seite des Bildes gehen und auf den Link zum Original bei der NASA klicken, ist dies jetzt ein defekter Link. Ich weiß nicht, wo Wissenschaft und Mathematik in diesem Fall aufhören und Kunst anfängt.
Belbruno begann zu malen und zu zeichnen, und ihr Buch Fly Me to the Moon ist voll von künstlerischen Interpretationen von Umlaufbahnen, also ist für mich immer noch alles durcheinander, und da ist dies und das . Verstehen Sie mich nicht falsch, die Wissenschaft und die Mathematik sind absolut und wunderbar! Es ist nur so, dass das ITN an sich eher eine Metapher als eine echte und nützliche Sache ist.
Es gibt Möglichkeiten, über einen Lagrange-Punkt in die Umlaufbahn eines Planeten eingefangen zu werden, die Delta-V über Brute Force sparen, wie es zum Beispiel gemacht wird, es dauert länger, aber ich weiß nicht, 1) ob es deshalb nicht verwendet wurde bei Mars noch, oder 2) ob es schon bei Mars verwendet wurde, oder 3) ob dies als Verwendung des ITN gelten würde oder nicht.
@uhoh Danke für die ganzen Infos. Ich suche nach einer Möglichkeit, mit minimalem Delta-V vom Jupiter zur Erde zu reisen. Was mich wirklich interessiert, ist der langsamste Transfer von Jupiter oder Saturn zum Mars und/oder zur Erde. Vielleicht sollte ich das in WorldBuilding SE fragen.
Ich denke, Schritt Nr. 1 kann einfach darin bestehen, diesen Beitrag zu aktualisieren und diese spezifischere Frage zu stellen, oder sie hier als neue Frage zu stellen. Das Lesen über ITN hat Sie vielleicht zum Nachdenken gebracht, aber es ist möglicherweise nicht die Grundlage für eine Antwort, die Sie gerne erhalten würden. Vielleicht kann ITN "Hintergrund" oder nur ein Beispiel sein.
@uhoh Ich habe den Transferzeitrechner von Wolfram Alpha hohmann gefunden. Ich denke, das wird meinen Zweck erfüllen.

Antworten (1)

Ein dynamisches System mit mindestens 3 massiven Körpern wird ein Chaos haben, das theoretisch ausgenutzt werden kann, um (fast) beliebige Positionen innerhalb des Systems nahe Null zu erreichen Δ v über sehr lange Zeitspannen. Dies ist das „Interplanetare Verkehrsnetz“.

Das klingt sehr verlockend, aber es ist leicht zu glauben, dass dies eine große Bedeutung für die Raumfahrt hat. Es kann oft sogar absichtlich irreführend dargestellt werden.

Die folgenden Trajektorienmodelle werden in der Raumfahrt verwendet, an der mehrere Körper beteiligt sind, mit schnell abnehmenden Erträgen für die zusätzlichen "Tricks", die ihre zunehmende Komplexität beitragen.

  1. Die gepatchte Kegelschnittnäherung . Es wird immer angenommen, dass ein Raumfahrzeug einen einzelnen Körper umkreist, und wenn es einen anderen erreicht, ändert sich der Bezugsrahmen. Für das Sonnensystem ist dies normalerweise sehr genau, da der Gravitationseinfluss des nächstgelegenen Körpers an fast jedem Ort alle anderen in den Schatten stellt.

  2. Der CR3BP , der den Gravitationseinfluss von zwei Körpern gleichzeitig berücksichtigt. Dies ist nur in der Nähe der Grenzregionen der Patched-Conics-Annäherung wirklich relevant, gibt aber einigen interessanten Artefakten wie Lagrange-Punkten Reis

  3. Wahre n-Körper-Physik .

Die ITN befasst sich mit den Auswirkungen der dritten. Leider ist der Gravitationseinfluss des „drittstärksten“ oder niedrigeren Körpers in fast jedem Teil des Sonnensystems extrem gering.

Wir leben tatsächlich in der Nähe einer der Regionen, in denen wahre n-Körper-Physik messbar ist, dh der Region, in der die Erde, der Mond und die Sonne alle eine bedeutende Menge an Schwerkraft beitragen.

Insbesondere kann gezeigt werden, dass die Sonne-Erde-L-Punkte SEL1 und SEL2 und die Erde-Mond-L-Punkte EML1 und EML2 mit den Niederenergiepfaden des ITN verbunden sind.

Jenseits dieser Region werden die Auswirkungen des ITN fast unermesslich klein. Es gibt keinen Punkt im Weltraum, an dem der Gravitationseinfluss der Erde, der Sonne und des Jupiter einen vergleichbaren Einfluss hat. Einer dieser drei wird immer viel, viel schwächer sein als der stärkste, was zu ITN-Wegen in der Größenordnung von Millionen von Jahren führt.

Die ITN ist für die interplanetare Raumfahrt nicht relevant

Dies muss klar gesagt werden, da viele andere dies nicht sagen.

Oft mit dem ITN verwechselt wird Gravity Assists . Der Unterschied besteht darin, dass sie tatsächlich für die Raumfahrt relevant sind und durch gepatchte Kegelschnitte angemessen modelliert werden können.

Diese können effektiv genutzt werden, um die Transferzeit einzutauschen Δ v Ersparnisse.

Hervorragende Antwort! Dass Missionsdesigner „das Chaos ausnutzen“, um dorthin zu gelangen, wo sie hinwollen, ist eine interessante Wortwahl. Ich möchte sagen, dass es falsch ist, aber ich kann nicht. :-) Allerdings bin ich nicht einverstanden mit "... Modellen von Trajektorien ... mit schnell abnehmenden Erträgen für ihre zunehmende Komplexität". Inwiefern haben n-Körper-Modelle geringere Erträge für diejenigen, die Flugbahnen von Raumfahrzeugen modellieren? Vielleicht meinen Sie, dass n-Körper-"Tricks", um mit geringerer Energie dorthin zu gelangen, abnehmende Erträge haben; Ich würde hoffen, dass alle Trajektorienmodellierer immer n-Körper-Modelle für die Schwerkraft verwenden.
@uhoh Ich mag den Ausdruck "Chaos ausnutzen" sehr :) Durch die Auswahl einer Vorbeiflughöhe vor einem Titan-Vorbeiflug könnte das Cassini-Raumschiff seinen nächsten Titan-Vorbeiflug auswählen. Es ist ein Schmetterlingseffekt. Ja, da sollte wohl ein "Trick" drin sein.
Unsere Neugierde, wie stapeln sich Saturn/Titan/Sonne oder Sonne/Jupiter/Ganymed auf der Skala „alle drei Körper haben signifikante Auswirkungen“?
@SteveLinton Die Verhältnisse sind 505 für Sonne/Jupiter/Ganymed und 393 für Saturn/Titan/Sonne im besten Szenario. Vergleichen Sie mit 2.20 für Sonne/Erde/Mond. Äußere Monde können etwas besser abschneiden, aber in diesen Entfernungen ist die tatsächliche Größe der Kräfte sehr gering.
Reichweite der Reisezeit zwischen bestimmten Planeten mit dem interplanetaren Transportnetz / interplanetaren Superhighway?
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