Start nach Osten von einem Berg am Äquator um Mitternacht während eines Neumonds; Ranking der einzelnen Beiträge?

Diese Antwort ist faszinierend und ich bin gespannt, ob sie richtig ist und vor allem, welche Effekte am wichtigsten sind.

Wenn Sie Schwerkraftunterstützungen vermeiden möchten, ist der sparsamste Weg aus dem Sonnensystem, von einem Startplatz in den ecuadorianischen Anden nach Osten zu starten, irgendwann vor Mitternacht am 4. Juli, wenn es Neumond gibt. Dadurch erhalten Sie den größtmöglichen Nutzen aus der Erdbewegung, wobei nur etwa 12.000 m/s Delta-V über der Fluchtgeschwindigkeit der Erde benötigt werden.

Brechen Sie das ab:

  1. Start genau nach Osten
  2. Ort in den ecuadorianischen Anden
  3. irgendwann vor lokaler Mitternacht
  4. an einem 4. Juli
  5. wenn es einen Neumond gibt

Wie rangieren diese in Bezug auf den Beitrag zur Verringerung von Delta-V zur Fluchtgeschwindigkeit aus dem Sonnensystem? Haben die Zahlen 4 und 5 mehr mit der Momentangeschwindigkeit der Erde zu tun oder mit einer Verringerung der Gravitationsquelle?

4. Juli Mitternacht bei Neumond: maximale Sichtbarkeit des Feuerwerks
Der 4. Juli ist Aphel; Die Erdgeschwindigkeit relativ zum Sonnensystem ist minimal. Wenn die Antwort richtig ist (was ich nicht bezweifle), ist die Verringerung der Sonnenfluchtgeschwindigkeit aufgrund der Entfernung größer als die Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit. Diese Mathematik scheint nicht allzu schwer zu sein.
Da die Erde und der Mond ihren gemeinsamen Schwerpunkt umkreisen, bewegt sich der Mond bei Neumond mit seiner niedrigsten relativen Sonnengeschwindigkeit des Monats, also bewegt sich die Erde am schnellsten.

Antworten (1)

Brechen Sie das ab:

  1. Start genau nach Osten
  2. Ort in den ecuadorianischen Anden
  3. irgendwann vor lokaler Mitternacht
  4. an einem 4. Juli
  5. wenn es einen Neumond gibt
  1. Starten Sie genau nach Osten.
    Mit Ausnahme von Startplätzen, die nicht genau nach Osten starten können, damit ein fehlgeschlagener Start keine Trümmer auf ein anderes Land regnen lässt, ist dies die bevorzugte Richtung. Der Start nach Osten nutzt die ostwärtige Geschwindigkeit, die durch die Erdrotation bereitgestellt wird. Am Äquator beträgt diese zusätzliche Geschwindigkeit etwa 465 Meter pro Sekunde von Δv. Der Vorteil des Starts nach Osten gegenüber dem Start nach Westen am Äquator beträgt etwa 930 Meter pro Sekunde.

  2. Standort in den ecuadorianischen Anden.
    Hier gibt es zwei Faktoren, einen äquatorialen Startplatz und einen Startplatz in großer Höhe. Ein niedriger Breitengrad zahlt sich beim Start nach Osten aus; der Effekt variiert mit dem Kosinus des Breitengrads. Höhe kauft nicht so viel. Stellen Sie sich das so vor: Die Europäische Weltraumorganisation startet vom Raumfahrtzentrum Guayana, 5,2° nördlicher Breite auf Meereshöhe. Die USA starten im Osten vom Kennedy Space Center, 28,5° nördlicher Breite auf Meereshöhe. SpaceX entwickelt einen Startplatz in Boca Chica, Texas, 26. nördlicher Breite auf Meereshöhe. Logistische Bedenken und kein gescheiterter Start, Regentrümmer auf Menschen (insbesondere Menschen in einem anderen Land) überwiegen den Höhengewinn bei weitem. Der Vorteil des Starts aus 6263,47 Metern (Höhe des Chimborazo) gegenüber dem Meeresspiegel beträgt etwa 248 Meter pro Sekunde.

  3. Irgendwann vor lokaler Mitternacht.
    Wichtiger ist die Richtung, in der das Fahrzeug die Gravitationsquelle der Erde verlässt. Unter der Annahme, dass sich das Fahrzeug nicht in einer niedrigen Erdumlaufbahn befindet, hat der Start irgendwann vor lokaler Mitternacht einen großen Vorteil gegenüber einem Start irgendwann vor lokaler Mittagszeit, etwa 60 Kilometer pro Sekunde.

  4. An einem 4. Juli.
    Das ist genau rückwärts. Am 4. Juli steht die Erde am Aphel. Zu diesem Zeitpunkt ist die Erde am weitesten von der Sonne entfernt, aber auch die Umlaufgeschwindigkeit der Erde in Bezug auf die Sonne ist am geringsten. Der dritte Januar wäre eine bessere Wahl. Dieser Vorteil einer größeren Umlaufgeschwindigkeit in Bezug auf die Sonne überwiegt dank des Oberth-Effekts den Nachteil einer größeren Fluchtgeschwindigkeit . Dies ist ein kleiner Effekt, etwa 290 Meter pro Sekunde für den 3. Januar gegenüber dem 4. Juli.

  5. Wenn es einen Neumond gibt.
    Dies nutzt die Umlaufbahn der Erde um den Masseschwerpunkt Erde-Mond aus. Dies ist ein kleiner Effekt, etwa 25 Meter pro Sekunde für den Start bei Neumond im Vergleich zum Start bei Vollmond.

Der offensichtliche Gewinner ist "irgendwann vor lokaler Mitternacht" mit seinem Vorteil von 60 Kilometern pro Sekunde (60000 Meter pro Sekunde) gegenüber dem Start irgendwann vor lokaler Mittagszeit. Die anderen Effekte sind im Vergleich dazu gering; keiner ist über einen Kilometer pro Sekunde. Der Start genau nach Osten vom Äquator kommt an zweiter Stelle. Der Start im Perihel (3. Januar, nicht 4. Juli) kommt an dritter Stelle und der Start in der Höhe an vierter Stelle. Der Start bei Neumond ist ein so kleiner Effekt, dass er kaum der Rede wert ist.

Großartig! Danke! Es war sehr verwirrend, dass Sie die Einheiten für Nr. 3 geändert haben. Ich war überrascht, dass es das kleinste war, bis ich zum letzten Absatz kam.
Das ist wirklich toll, danke! Aber ich habe eine Zeit damit, Nr. 3 zu verstehen; Warum ist die Richtung wichtig? (Entweicht eine Flugbahn etwa in Richtung Sonne nicht immer noch nach einem Perihel?) Ist 60 km / s ein Tippfehler?
@uhoh - Ein Start kurz vor Mittag würde dazu führen, dass das Delta V gegen die Umlaufgeschwindigkeit der Erde gerichtet ist. Um in diese Richtung zu entkommen, würde es bedeuten, die Umlaufgeschwindigkeit der Erde (30 km/s) aufzuheben und weitere 42 km/s hinzuzufügen, um eine Fluchtgeschwindigkeit zu erreichen, also insgesamt 72 km/s. Die Flucht in Richtung des Geschwindigkeitsvektors der Erdumlaufbahn erfordert nur zusätzliche 12 km/s zusätzlich zu den 30 km/s, die das Fahrzeug kostenlos erhält. Also nein, 60 km/s war kein Tippfehler.
Okay, ich bin auf halbem Weg, ich werde es morgen früh überprüfen, danke.
@uhoh, wenn du am Sonnenmittag startest, hast du zwei schlechte Möglichkeiten: Du kannst nach Westen starten, was die Vorteile „Erdumlaufbahn“ und „Neumond“ behält, aber dich die Erdrotation kostet, oder du kannst nach Osten starten, was den Rotationsvorteil behält, aber Sie die Vorteile "Erdumlaufbahn" und "Neumond" kostet.
@ Mark mit dem Vorteil von Schlaf und Morgenkaffee, glaube ich, ich verstehe. "Angenommen, das Fahrzeug befindet sich nicht in einer niedrigen Erdumlaufbahn ..." bedeutet, in eine bestimmte Richtung zu starten (Startplatz nach Osten, oben oder Westen) und dann weiter in diese Richtung zu beschleunigen (Trägheitsrahmen des Sonnensystems), wie ich es hier und hier getan habe . Ja, ich habe es jetzt.