Dieser Gastblog-Text von Martin Elvis erwähnt eine Art Umlaufbahn, von der ich noch nie zuvor gehört habe. Wie funktioniert die Orbitalmechanik, damit ein DRO einer interplanetaren Mission zugute kommen könnte?
... sowohl auf der Hin- als auch auf der Rückstrecke in einer hochelliptischen Umlaufbahn (HEO) oder einer entfernten rückläufigen Umlaufbahn (DRO) um den Mond transportiert werden. Dies erspart den Transport von etwa 20 Tonnen Masse zum und vom Mars und ermöglicht die Wiederverwendung von Hardware bei späteren Missionen.
Er bezieht sich auf diese Folien von Michele Gates aus einer Präsentation der Small Bodies Assessment Group .
Die Grundidee besteht darin, Komponenten einer großen bemannten Mission in einer hohen Erdumlaufbahn zu inszenieren, wo Sie bereits den Großteil der Energie übertragen haben, die benötigt wird, um Ziele im Sonnensystem zu erreichen. Das um von LEO in eine erdnahe Umlaufbahn mit einer Apoapsis in der Entfernung des Mondes zu gelangen, beträgt 80% bis 85% der um von LEO zum Mars zu gelangen.
Sie können hocheffiziente elektrische Antriebssysteme verwenden, um nach HEO zu gelangen, da es Ihnen egal ist, wie lange es dauert, bis unbemannte Komponenten dorthin gelangen, um die Startmasse und damit die Kosten zu minimieren. Dies können chemische Antriebsstufen, Lebensräume und andere Teile sein. Unser Mond bietet dann ein bequemes und nahezu kostenloses Mittel, um die Periapsis von Komponenten sowohl zu heben als auch abzusenken, um sie in einem kreisförmigen HEO zu lagern, sich mit einer Besatzung zu treffen und eine niedrige Periapsis für ein erdnahes chemisches Antriebsmanöver für eine effiziente Injektion in einen Interplanetaren zu verwenden Flugbahn.
In diesem Artikel finden Sie einen Überblick über das Konzept.
Eine stabile Möglichkeit, solche Teile zu lagern, ist in einem DRO um den Mond herum, das energetisch günstig in HEO hinein- und herauszukommen ist. Sie können auch einen Teil Ihrer zurückgegebenen Hardware, wie z. B. Ihren Lebensraum im Weltraum, zur Wiederversorgung und Wiederverwendung in DRO hinterlegen.
Sie haben noch nie von Distant Retrograde Orbits gehört, weil sie noch nie zuvor verwendet wurden. Zitieren von Kirstyn Johnsons (Colorado Center for Astrodynamics Research, University of Colorado at Boulder) Arbeit mit dem Titel Understanding NASA's Asteroid Redirect Mission, Artikel über Distant Retrograde Orbits :
Derzeit hat die Forschung trotz 40-50-jähriger Forschung zu diesem Thema kein Raumschiff entdeckt, das bei seinem Betrieb eine ferne rückläufige Umlaufbahn verwendet hat. Die vorgeschlagene JIMO-Mission [ Jupiter Icy Moons Orbiter ] prüfte vor ihrer Absage im Jahr 2005 die Verwendung eines DRO wegen seiner Stabilität und seiner niedrigen Energieübertragungsqualitäten. DROs waren auch für potenzielle Raumfahrzeuge von Interesse, um ein erstes Warnsystem für große koronale Massenauswürfe zu schaffen, die auf die Erde zusteuern. Keine dieser Missionen wurde jedoch verwirklicht. Daher gibt es keine Missionserfahrung beim Fliegen eines Raumfahrzeugs zu und in eine solche Umlaufbahn.
Einige der Vorteile solcher Umlaufbahnen sind die Vermeidung von Instabilitäten enger umlaufender Umlaufbahnen aufgrund von Gravitationsstörungen des dritten Körpers (ein Begriff „Quarantäneumlaufbahn“ wird darin erwähnt und bezieht sich auf die Lyapunov-Stabilität ) und ein geringeres erforderliches Delta-v für Umlaufbahntransfers, aber mit a Vorbehalt, dass:
Aufgrund der rückläufigen und dann fortschreitenden Bewegung der Umlaufbahn im Inertialsystem kann die Bewegung eines Satelliten nicht durch keplersche Umlaufbahnelemente beschrieben werden, was die Analyse des Problems erschwert.
In dem erwähnten Artikel finden Sie ausführlichere Erklärungen und Bilder, die die Vorteile und Schwierigkeiten bei der Verwendung von DRO veranschaulichen.
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