Wie unterscheidet sich die Umlaufbahn von Exploration Mission 1 von der kostenlosen Rückkehr der Apollo-Ära? Wie weit entfernt er sich von der Erde (und dem Mond)?

Ich habe Probleme, den aktuellen Orbit zu verstehen, der für die Exploration Mission 1 des Space Launch System der NASA geplant ist . Lässt sich erklären, wie die geplante Umlaufbahn funktioniert und wie groß die maximale Entfernung von der Erde und dem Mond sein wird?

Die folgende Grafik stammt aus dem NASA-Nachrichtenartikel The Ins and Outs of NASA's First Launch of SLS and Orion . Der Artikel sagt:

Die Hinreise zum Mond wird mehrere Tage dauern, während der Ingenieure die Systeme des Raumfahrzeugs bewerten und bei Bedarf seine Flugbahn korrigieren. Orion wird etwa 62 Meilen (100 km) über der Mondoberfläche fliegen und dann die Gravitationskraft des Mondes nutzen, um Orion in eine neue tiefe rückläufige oder entgegengesetzte Umlaufbahn zu treiben, die etwa 40.000 Meilen (70.000 km) vom Mond entfernt ist.

Das Raumfahrzeug wird ungefähr sechs Tage in dieser Umlaufbahn bleiben, um Daten zu sammeln und den Missionsleitern zu ermöglichen, die Leistung des Raumfahrzeugs zu beurteilen. Während dieser Zeit bewegt sich Orion in einer Richtung um den Mond herum, die von der Richtung zurückgeht, in der sich der Mond um die Erde bewegt.

Für seine Rückreise zur Erde wird Orion einen weiteren nahen Vorbeiflug machen, der das Raumschiff bis auf etwa 60 Meilen an die Mondoberfläche heranführt. Das Raumschiff wird einen weiteren präzise getimten Triebwerksstart des von Europa bereitgestellten Servicemoduls in Verbindung mit der Schwerkraft des Mondes verwenden, um zu beschleunigen zurück zur Erde. Dieses Manöver wird das Raumschiff auf seine Flugbahn zurück zur Erde bringen ...

Was ist eine „neue tiefe rückläufige“ Umlaufbahn? Wie wird es neu und tief sein und sich von den Umlaufbahnen mit freier Rückkehr aus der frühen Apollo-Ära unterscheiden? Ist es das, was grob zwischen 01:30und 01:37im folgenden Video angedeutet wird – ebenfalls verlinkt aus demselben NASA-Artikel, wo das Raumschiff plötzlich weit vom Mond entfernt ist und Erde und Mond ähnlich groß erscheinen?

unten: Apollo-Ära-Zeichnung der Circumlunar-Flugbahn für freie Rückkehr, von hier aus .

unten: EM-1-Missionspfad, von hier aus .

Antworten (1)

Die Apollo-Missionen bremsten direkt in eine nahezu kreisförmige Umlaufbahn um den Mond in etwa 100 km Höhe mit einer Umlaufzeit von 2 Stunden und verblieben dort mit verschiedenen kleinen Änderungen für die Dauer des Mondaufenthalts (2-6 Tage, 25-70 Umläufe ). Dies waren immer rückläufige Bahnen; Das Raumschiff hat die "Vorderkante" des Mondes passiert, was die Umlaufbahn im erdzentrierten Rahmen verlangsamt, was Sie für eine freie Rückkehr wünschen.

Laut dem Wikipedia-Artikel scheint sich der EM-1-Missionsplan von einer 8-tägigen Mission mit freier Hin- und Rückfahrt in eine 3-wöchige Mission mit sechs Tagen in der Mondumlaufbahn geändert zu haben. (Ihr erstes Diagramm scheint für die spätere EM-2-Mission mit Besatzung zu gelten, die nicht in die Mondumlaufbahn eindringt.)

Diese Präsentation enthält ein Diagramm des aktualisierten Missionsplans; Die 70.000 km lange Apolune scheint mehr oder weniger direkt von der Erde entfernt zu sein, was eine Gesamtentfernung von der Erde von ungefähr 470.000 km ergibt – ein Rekord für ein Besatzungsschiff. Der angegebene Zeitraum von 6 Tagen gilt für eine einzelne exzentrische Umlaufbahn von der ersten 100-km-Annäherung auf 70.000 km und zurück auf 100 km. Das Einsetzen in diese Umlaufbahn erfolgt mit zwei Verbrennungen, einer bei enger Annäherung und einer später; Zwei weitere Verbrennungen symmetrisch zu diesen bringen das Schiff auf eine erdgebundene Flugbahn zurück.

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OK, das ergibt für mich viel mehr Sinn! In einem synodischen Rahmen, der sich mit der Umlaufbahn des Mondes dreht (wie diese, wo der Mond auf einer Seite des Bildes bleibt, die Erde auf der anderen), sind das im Grunde zwei vollständige Umlaufbahnen des Mondes plus eine Hälfte? So wie eine einfache kostenlose Rücksendung nur die Hälfte wäre?
Wenn die freie Rückkehr eine halbe Umlaufbahn ist, denke ich, dass dies anderthalb ist.
Wenn wir die Erde-Mond-Linie die x-Achse nennen, dann sehe ich auf der anderen Seite des Mondes , dass die Umlaufbahn die x-Achse dreimal kreuzt , was auf zwei vollständige Umlaufbahnen in diesem Rahmen hindeutet. i.stack.imgur.com/9yugl.jpg (siehe das hässliche lila und schwarz 1, 2, 3.)
Wenn wir uns also nicht einigen können, ob es eineinhalb oder zweieinhalb (im rotierenden, synodischen Rahmen) sind, dann „wissen“ wir immer noch nicht, wie diese vorgeschlagene Umlaufbahn überhaupt aussieht.
Ich verneige mich vor Ihrer Zweieinhalb-Position.
Huch! Ich brauche dein Urteil, nicht deine Geste :) Wenn die Jury immer noch uneins ist, lass uns weiter graben. Aber wenn Sie sich ziemlich sicher sind, dann können wir es "ausreichend herausgefunden" nennen und ich kann auf "Akzeptieren" klicken und meiner Anhäufung unbeantworteter Fragen eine Delle verpassen. Konzeptionelle Darstellungen von Umlaufbahnen sind oft schwer zu zeichnen und zu verstehen.
Deine Zählung ist richtig. Irgendwo um Punkt 4 im Diagramm herum betreten wir den Einflussbereich des Mondes, ungefähr auf der 10-Uhr-Position des Mondes. Wir umrunden den Mond durch Punkt 5, weiter nach zehn Uhr: 1 volle Umlaufbahn. Durch die Punkte 6, 7, 8, 9, und wir haben wieder 10 Uhr passiert: 2 volle Umrundungen. Wir verlassen den Mond irgendwo um Punkt 10, bevor wir wieder die 10-Uhr-Position erreichen: weniger als drei volle Umläufe
Wie unterscheidet sich die Umlaufbahn von Exploration Mission 1 von der kostenlosen Rückkehr der Apollo-Ära? Wie weit entfernt er sich von der Erde (und dem Mond)?
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