Estoy aprendiendo sobre astrodinámica y me gustaría preguntar cómo puedo calcular el $ \ Delta V $ para una misión interplanetaria.
Usé un sitio web para las parcelas de chuletas de cerdo ( http://sdg.aero.upm.es/index.php/online-apps/porkchop-plot ), lo que me da el $ \ Delta V $ de la misión, y estoy comparando mis cálculos con el $ \ Delta V $ que me da el sitio, pero no se parecen en absoluto, así que estaba pensando que tal vez podrías ayudarme a calcularlo correctamente.
Los cálculos que hice fueron siguiendo el sitio http://www.braeunig.us/space/interpl.htm
Al resolver la ecuación de Kepler, obtengo la posición y la velocidad de cada planeta en la salida y la llegada ( $ \ vec {V_ {p1}} $ y $ \ vec {V_ {p2}} $ ). En mi caso, los planetas son la Tierra y Júpiter y la fecha de salida es el 21/01/2030, con un tiempo de vuelo de 869 días (utilicé las parcelas de chuletas de cerdo en el primer sitio que vinculé para elegir una fecha de salida). Después de eso, resuelvo el problema de Lambert dadas las dos posiciones y el tiempo de vuelo, obteniendo dos velocidades ( $ \ vec {V_1} $ y $ \ vec {V_2} $ ).
Con esos valores, obtengo la diferencia entre la velocidad heliocéntrica de la nave espacial y la velocidad orbital del planeta. Es decir, $ \ vec {V_1} – \ vec {V_ {p1}} $ . Tomando ese valor como $ \ vec {V_ \ infty} $ , calculo la velocidad de inyección como $ V_o = \ sqrt { V_ \ infty ^ 2 + \ frac {2 \ mu} {r_o}} $ . Siendo $ \ mu $ y $ r_o $ los valores con respecto a la Tierra. Como tengo una órbita de estacionamiento con un radio de 200 km, $ r_o $ es la suma del radio de la Tierra más 200 km. Por fin, calculo $ \ Delta V $ como la diferencia entre la velocidad de inyección y la velocidad orbital
$$ \ Delta V = V_o- \ sqrt {\ mu / r_o} $$
Qeustion: Con estos cálculos, tengo un $ \ Delta V = 19 $ km / s aproximadamente, pero el $ \ Delta V $ que tengo según la parcela de chuleta de cerdo es de unos 8,8 km / s. Soy nuevo en astrodinámica, así que estoy tratando de aprender a calcular esto correctamente, pero no encuentro el error y no sé qué está mal.
Comentarios
- Yo no era ‘ t el votante negativo, pero normalmente Stack Exchange no ‘ t como » cómo hago X » preguntas sin un buen esfuerzo de investigación. ¿Puede decirnos por qué las preguntas existentes sobre delta V no ‘ ¿no te ayuda o te muestran los cálculos que no ‘ t comparados con el sitio web?
- Hola, perdón por la forma en que pregunté al Pregunta. Agregué los cálculos que hice con la explicación de acuerdo con lo que busqué. No ‘ no encontré ningún libro que explique esto correctamente, así que no ‘ No sé qué hacer para calcular esto correctamente.
- ¿Por qué se votó en contra de esto cuando tonterías como » Por qué no volamos al espacio con helicópteros? » se sienta en +12?
- @Hobbes ¡Qué falta de respeto de los helicópteros! Hoy ‘ se trata de reutilización.
- @Hobbes ‘ he añadido algo al título de esa pregunta. . El cuerpo de la pregunta intenta abordar el problema desde una perspectiva cuantitativa, fue solo una desafortunada elección de títulos. La publicación en sí no era » una tontería «.
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nota: Este es un comentario extendido muy útil que puede ser útil al OP, pero actualmente no se puede publicar como comentario hasta que este usuario alcance los 50 puntos de reputación.
Oh, esta es una pregunta fantástica. Es común caer en la siguiente trampa al hacer este tipo de cálculos.
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Revise cuidadosamente sus marcos de referencia. Los números de Celta V son todos relativos, y tratar de calcular delta V entre órbitas en diferentes marcos puede ser muy problemático.
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Averigua de qué marcos de referencia son estos v-infinitos en la gráfica de chuleta de cerdo. ¿Son relativos al planeta o son inerciales con respecto al sol?
Una vez que lo descubras, ¿cómo haces la transición de un marco a otro? ¿Qué parámetros necesitas?Una vez que los haya definido, asegúrese de que todos sus vectores estén en el mismo marco al hacer sumas, restas, productos cruzados, etc.
Editar: quería dejar esto como un comentario , pero necesito la reputación para hacer eso. Cuando llegue a 50, eliminaré la respuesta y la pondré como comentario.
Comentarios
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+1
pero el PO se ha esforzado en proporcionar un ejemplo específico del cálculo que están haciendo con la esperanza de descubrir qué han hecho mal. Si puede detectarlo, menciónelo específicamente en su respuesta. En este momento, su » Marque X, Y y Z » es más un comentario que una respuesta a la pregunta tal como se hizo . ‘ he añadido una línea al principio de tu publicación para aclarar esto. Una vez que alcance los 50 puntos de reputación, ‘ podrá dejar comentarios adecuados en las publicaciones de otras personas ‘. Siéntase libre de editar más y ¡Bienvenido a Space! - Si de alguna manera puede reducir su tamaño por debajo de 500 (actualmente es 714 por debajo de
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), entonces podríamos pedirle a los mods que lo conviertan en un comentario. - @peterh » Asegúrese de que está usando marcos de referencia consistentes »
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Sería útil si mostrara sus resultados en diferentes pasos. Entonces sería menos difícil detectar el error.
El final de enero de 2030 es el momento adecuado para una ventana de lanzamiento de Hohmann a Júpiter (según mi aritmética). Pero una Tierra a Júpiter Hohmann es poco menos de 1000 días. Un viaje de 869 días impulsaría el delta V. Independientemente, hice un diagrama rápido de un viaje de la Tierra a Júpiter a Júpiter Hohmann. Este BOTE rápido asume órbitas circulares y coplanares para el planeta de salida y destino.
La velocidad heliocéntrica de la Tierra es de unos 30 km / s. La velocidad heliocéntrica de la órbita de transferencia de Hohmann en el perihelio es de 38,8 km / s. Entonces, Vinf en la salida de la tierra es de 8.8 km / s.
¿Estos números concuerdan con sus cálculos?
Si es así, pasaré a la velocidad de inyección desde una órbita terrestre baja de 200 km .