Was sind die Reisezeiten, die mit verschiedenen Beschleunigungen mit niedrigem Schub zum Mars verbunden sind?

Es muss keine genaue Antwort sein, aber etwas, das der Realität nahe kommt, wäre schön.

Insbesondere möchte ich wissen, wie lange die Reise zum Mars dauern würde, wenn Motoren mit niedrigem Schub und konstanter Zündung verwendet würden.

Was wären die Laufzeiten bei etwa 0,0004, 0,0008, 0,0016 oder 0,0032 m/s²?

Sie können versuchen, zunächst selbst ein wenig zu recherchieren. Suchen Sie nach „Low Energy Transfer“ oder „Mars Ballistic Capture“ und diskutierten Seeschwalben und verlinkte Artikel in Interplanetary Transport Network und Low Energy Transfer .
1. Ich habe viel recherchiert. 2. KEINER der von Ihnen bereitgestellten Links oder Begriffe bezieht sich auf TIME to Mars, sie beziehen sich alle auf dV. 3. Objekte mit konstant niedrigem Schub zum Mars folgen keiner ballistischen Flugbahn.
So brauchen Sie zum Beispiel mit Ihrer niedrigsten Beschleunigung, beginnend mit LEO, ungefähr sechs Monate, um sich nach außen zu drehen, nur um hoch genug zu kommen, wo der Mond eine gewisse Hilfe sein könnte, bevor Sie überhaupt Ihre Reise beginnen können. Sie müssen einige weitere Informationen zu Ihren Besonderheiten hinzufügen. Möglicherweise stellen Sie fest, dass der interplanetare Teil nur einen Bruchteil Ihrer gesamten Missionszeit von LEarthO bis LMarsO ausmacht. Oh, es ist eine ballistische Erfassung , keine Flugbahn.
Wie kommst du auf diese Zahl? Mit dieser Beschleunigung sollten Sie in 6 Monaten 6 km / s erreichen ... das scheint viel zu sein. Laut meiner Wiki-Recherche liegt das nahe am Delta v, um von LEO zum Mars zu gehen. Ich sage nicht, dass Sie sich irren, aber wie kommen Sie zu dieser Zahl – „6 Monate“?
Ich habe ein kleines Computerprogramm geschrieben - hier gezeigt und siehe auch die dort verlinkten Fragen und Antworten. Wenn Sie den Schub in die gleiche Richtung halten, in die sich der Satellit bewegt, dreht er sich langsam heraus. F/m (Kraft/Masse) hat Beschleunigungseinheiten, bedeutet aber nicht, dass es sich um die tatsächliche Geschwindigkeitszunahme handelt . Kraft mal Weg = Arbeit. Der Satellit arbeitet gegen die Schwerkraft und schraubt sich sehr langsam aus dem Gravitationsschacht der Erde heraus. Delta-v ist ein nützliches Konzept, aber wenn Schwerkraft oder andere Kräfte in der Nähe sind, gibt es Ihnen nicht wirklich etwas v f ich n a l − v ich n ich t ich a l .
@uhoh ein ionengetriebenes Raumschiff folgt keinem Pfad mit niedriger Energie. Es gibt keine Niedrigenergiepfade von der Erde zum Mars oder umgekehrt. Oder wenn es welche gibt, dauern sie Jahrhunderte oder Jahrtausende. Siehe hopsblog-hop.blogspot.com/2015/04/…
@MartinClemensBloch Das Delta V für Ionenspiralen ist viel mehr als Delta V für Hohmann-Transfers von LEO. Siehe Antwort von Mark Adler: space.stackexchange.com/questions/8420/… Ohne Oberth-Vorteil dauert es ungefähr 7 km / s, um von LEO auf Fluchtgeschwindigkeit zu gelangen. Dann dauert es weitere 6 km/s, um von 1 AE auf eine heliozentrische Umlaufbahn von 1,52 zu gelangen. Dann würde es weitere 4 km / s dauern, um die Schwerkraft des Mars auf eine niedrige Marsumlaufbahn hinunterzusteigen.
@HopDavid ok Ich werde meine Sorgfaltspflicht erfüllen ... Es ist dieses verrückte Bild in https://en.wikipedia.org/wiki/Interplanetary_Transport_Network , das mich umgedreht hat.

Antworten (2)

Um Delta V von Ionenspiralen mit niedrigem Schub zu berechnen, subtrahieren Sie die Geschwindigkeit der Startumlaufbahn von der Geschwindigkeit der Zielumlaufbahn. Siehe Mark Adlers Erklärung .

Die aufgewendete Zeit ist Delta V/Beschleunigung.

LEO beträgt ~7,7 km/s.

Am Rand der Hill-Sphäre der Erde beträgt die Fluchtgeschwindigkeit etwa 0,7 km/s

Also 7 km/s, um aus der Erdanziehungskraft gut von LEO zu steigen .

Die heliozentrische Umlaufbahn der Erde beträgt etwa 30 km/s

Die heliozentrische Umlaufbahn des Mars beträgt 24 km/s.

Also 6 km/s, um von der Erde zum heliozentrischen Mars zu gelangen

Die Fluchtgeschwindigkeit am Rand der Mars Hill Sphere beträgt 0,3 km/s

Die Geschwindigkeit der niedrigen Marsumlaufbahn beträgt 3,4 km/s

Also etwa 3 km / s, um die Schwerkraft des Mars hinunterzusteigen.

7 + 6 + 3 sind 16 km/s. 16 km/s, um mit Ionenmotoren von LEO nach LMO zu gelangen. In Metern sind das etwa 16.000 Meter/Sek.

(16.000 m/s) / (0,0004 m/s^2) = 40 Millionen Sekunden = 463 Tage.

Bei den anderen Beschleunigungen dauert die heliozentrische Reise von 1 AU bis 1,52 AU weniger Zeit als bei Hohmann, und Delta V wird höher als 6 km/s sein. Ich kann Ihnen die Zeiten für die anderen Beschleunigungen nicht geben, ohne mehr Zeit und Mühe zu investieren, als ich mir im Moment leisten kann.

Wie Sie sehen können, dauert das Ein- und Aussteigen in planetare Gravitationsbohrungen mehr Delta V (und damit Zeit) als die heliozentrische Transferbahn. Aus diesem Grund plädiere ich dafür, zwischen den Fahrten ein Hermes - ähnliches Fahrzeug bei EML2 anzulegen . Am Marsende der Reise könnte Deimos ein guter Ort sein, um ein ionengetriebenes Raumschiff anzulegen.

Vielen Dank für Ihre Antwort, ich habe ein wenig zu Ihrem Delta Vs hinzugefügt und dann auf die anderen Beschleunigungen extrapoliert. Es ist nicht richtig, denke ich, aber jetzt sollte ich im richtigen Stadion sein.

Vielleicht haben Sie den Film „Der Marsianer“ gesehen? Nun, das meiste davon war ziemlich genau (die ungeheuerlichste Albernheit war die Reparatur von Klebeband und Planenlöchern, aber ich schweife ab). Der Punkt, der das erwähnt, ist, dass sie viel konsumiertenvon Computerzeit, um orbitale Lösungen zu finden, und IIRC, die ballistisch waren. (Ballistik ist viel, viel einfacher als nicht-ballistische Dynamik.) Sie stellen also eine wirklich schwierige Frage. Was Sie tun möchten, ist, die Umlaufbahn des Mars genau dann zu erreichen, wenn der Mars dort ist, und mit genau null Geschwindigkeit, richtig? Kannst du sehen, wie das davon abhängt, wann du anfängst? (Die Erde umkreist die Sonne. Wenn Sie also beginnen, definieren Sie, wann Sie diese Geschwindigkeit von Null erreichen müssen, wenn der Mars vorbeizieht. Sie können nicht einfach "irgendeine alte Zeit" des Jahres auswählen, denn je nachdem, in welchem ​​Jahr Mars könnte irgendwo in seiner Umlaufbahn sein. Es wäre eine Schande, wenn Sie den Mars um einen Tag verfehlen und ein weiteres ganzes Marsjahr warten müssten – 686 Tage.)

OK, jetzt, wo ich Ihre Träume von einer einfachen Antwort zunichte gemacht habe, haben Sie Orbiter , einen (kostenlosen) Software-Simulator, in Betracht gezogen? Es ist kein Spiel, aber Sie können Ihr eigenes Raumschiff zum Mars steuern.

Das ist ein guter Punkt – es ist möglich, dass die Frage beinhalten sollte: „…angenommen, diese millionenschwere interplanetare Mission ist nicht zutiefst albern und beginnt zu einem ungünstigen Zeitpunkt.“ Jedes Mal, wenn ich einen Link zu Orbiter sehe, bin ich aufgeregt, bis ich dorthin gehe und daran erinnert werde, dass „Orbiter ein kostenloses und realistisches Weltraumflug-Simulationsprogramm für den Windows-PC ist“. Ich habe den Begriff Windows-PC seit einem Jahrzehnt nicht einmal gehört.
Tysons Trailer zu The Martian beschreibt eine 124-tägige Flugbahn von der niedrigen Erdumlaufbahn in die Marsumlaufbahn: youtube.com/… . Was absolut unmöglich ist, wenn die Beschleunigung von Hermes 2 mm / s ^ 2 beträgt. Eine Spirale von LEO zur Erde C3 = 0 würde mehr als 40 Tage dauern
Vielen Dank für Ihre Antwort. Ich weiß die Schwierigkeit total zu schätzen, deshalb musste ich überhaupt fragen :)
Was sind die Reisezeiten, die mit verschiedenen Beschleunigungen mit niedrigem Schub zum Mars verbunden sind?
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