Was wäre erforderlich gewesen, um Mir in eine stabile Umlaufbahn zu bringen?

Die Exobase wird als effektives Ende der Atmosphäre definiert und ist eine Grauzone zwischen 500 km und 1.000 km. Vermutlich ist der Luftwiderstand, sobald sich die Umlaufbahn eines Fahrzeugs außerhalb der Exobasis befindet, vernachlässigbar und das Halten der Position im Grunde keine Notwendigkeit (wie es für ein Jahrhundert oder länger nicht zur Erde zurückkehren wird, bis wir es neu parken oder nutzen können).

Aus meiner Zeit in Kerbal würde ich vermuten, dass das sparsamste Manöver ein Hohmann-Transfer von 354 km x 374 km auf 354 km x (Exobasis, 500 km - 1000 km laut Wikipedia, durchgeführt bei 354 km, um den Oberth-Effekt zu maximieren) und dann ein weiteres Manöver, um zu Exobase x Exobase zu zirkulieren.

Es scheint, dass das untere Ende der Exobase nicht ausreicht; Das Hubble-Weltraumteleskop umkreist 559 km (kreisförmige Umlaufbahn) und erfordert eine gewisse Wartung der Umlaufbahn (wenn auch weitaus seltener als die ISS). Ich werde 1.000 km verbrauchen, bis weitere Recherchen einen besseren Wert finden können. Hilfe?

1) Delta V zu einer stabilen Umlaufbahn

Wenn eine kreisförmige Umlaufbahn von 1.000 km tatsächlich stabil ist, dann durch Verwendung einer Hohmann-Transfer- Umlaufbahn:

$\Delta V_1 = \sqrt { \frac \mu {r_1} } * ( \sqrt { \frac {2r_2} {r_1 + r_2} } - 1) = 171.6 m/s$

$\Delta V_2 = \sqrt { \frac \mu {r_2} } * ( 1 - \sqrt { \frac {2r_1} {r_1 + r_2} } ) = 170.5 m/s$

$\Delta V_{total} = \Delta V_1 + \Delta V_2 = 342.1 m/s$

Unter Verwendung der Tsiolkovsky-Raketengleichung , Mirs Gewicht von 129.700 kg und der durchschnittlichen Raketenabgasgeschwindigkeit von 4.500 m/s, beträgt die Masse eines Progress M1-5 7.150 kg mit 1.950 kg maximalem Treibstoff,

$\Delta V_{single M1-5} = 4,500 m/s * ln ( \frac {129,700 + 7,150} {129,700 + 7,150 - 1,950}) = 64.58 m/s$

Wenn dies korrekt ist und die Trägerrakete vollgetankte Progress M1-5 an Mir liefern könnte und sie angedockt haben, wären ~ 5,3 von ihnen erforderlich (6, um einige Verluste aufgrund von nicht sofortigem Schub usw. zu berücksichtigen).

Allerdings stellt sich dann die Frage, warum sich überhaupt mit den M1-5s beschäftigen? Ein einzelner Delta IV Heavy kann 25.980 kg in die ISS-Umlaufbahn bei 407 km bringen , was über der Umlaufbahn von Mir liegt. Daher könnte es eine zweite zweite Stufe mit dem gleichen Motor / Aufbau (Burnout-Masse von 2522 kg, 18.516 kg Treibstoff) wie der Delta IV Heavy mit einem Andockknoten und einigen Kreiseln benötigen.

Dies an Mir angedockt würde ergeben:

$\Delta V_{deltaIV} = 4,500 m/s * ln ( \frac {129,700 + 2,522 + 18,156} {129,700 + 2,522}) = 579 m/s$

Wenn ich keine Fehler gemacht habe, wäre es möglich gewesen, Mir mit einem einzigen Delta IV Heavy-Start auf eine 1.000 km lange kreisförmige Umlaufbahn zu bringen, wobei etwas Delta V für Dinge wie Führung, Kommunikation und Orientierung und dergleichen übrig wäre, wenn dies möglich wäre nicht auf Mir verwendet werden (was einige sicherlich könnten).

2) In einem einzigen Start fähig?

Delta IV Heavy, ja (25.000 kg zur ISS LEO). Proton M, ja (22.000 kg zu LEO), Saturn V, definitiv (118.000 kg zu LEO).

3) Wie viele Starts?

Ein einziger Start der oben genannten Fahrzeuge, die im Grunde genommen einen Motor, viel Kraftstoff und einen Andockhafen tragen.

4) Delta V zur Mondumlaufbahn?

Viel, viel zu viel. Um in das absolute Minimum von LTO zu gelangen, muss die Apoapsis auf 326.364 km (Erde-Mond L1 Lagrange Point) gebracht werden, was 3.079 m / s Delta V erfordern würde.

$\Delta V_{LTO} = \sqrt { \frac \mu {r_1} } * ( \sqrt { \frac {2r_1} {r_1 + r_2} } - 1) = 3,079 m/s$

Dies KÖNNTE mit einem Saturn V gerade noch machbar sein. Mit derselben einmotorigen Struktur (der schweren zweiten Stufe von Delta IV), die auf magische Weise den Rest der Nutzlast als nutzbaren Kraftstoff hat:

$\Delta V_{SaturnV} = 4,500 m/s * ln ( \frac {129,700 + 118,000} {129,700 + 2,522}) = 2,825 m/s$

Nicht einmal ein Saturn V und etwas Magie können Mir zum Mond bringen, aber eine stabile Parkbahn (oder mindestens eine kreisförmige Umlaufbahn von mindestens 1.000 km, vermutlich stabil) ist mit einer benutzerdefinierten Nutzlast und einem einzelnen Delta IV Heavy / Proton- M starten. Und sie führten einen Proton-M-Start durch, um Mir aus dem Orbit zu bringen.

Was für eine Verschwendung.