アストロダイナミクスについて学んでいます。 $ \ DeltaVを計算するにはどうすればよいですか。惑星間ミッションには$ 。

ポークチョッププロットにはウェブサイトを使用しました( http://sdg.aero.upm.es/index.php/online-apps/porkchop-plot )、これによりミッションの $ \ Delta V $ が得られ、計算を $ \ Delta V $ はサイトから提供されていますが、まったく同じではないので、正しく計算するのに役立つかもしれないと思っていました。

私が行った計算は、サイト http://www.braeunig.us/space/interpl.htm

に従っています。ケプラーの方程式を解くと、出発時と到着時の各惑星の位置と速度がわかります( $ \ vec {V_ {p1}} $ $ \ vec {V_ {p2}} $ )。私の場合、惑星は地球と木星であり、出発日は2030年1月21日で、飛行時間は869日です(出発日を選択するためにリンクした最初のサイトのポークチョッププロットを使用しました)。その後、2つの位置と飛行時間を与えられたランバート問題を解決し、2つの速度( $ \ vec {V_1} $ $ \ vec {V_2} $ )。

これらの値を使用して、宇宙船の地動説の速度と惑星の軌道速度の差を取得します。つまり、 $ \ vec {V_1}-\ vec {V_ {p1}} $ です。その値を $ \ vec {V_ \ infty} $ として、注入速度を $ V_o = \ sqrt {として計算します。 V_ \ infty ^ 2 + \ frac {2 \ mu} {r_o}} $ $ \ mu $ および $ r_o $ であることは、地球に対する価値観です。半径200kmの駐車軌道があるので、 $ r_o $ は地球半径と200kmの合計です。最後に、 $ \ Delta V $ を注入速度と軌道速度の差として計算します

$$ \ Delta V = V_o- \ sqrt {\ mu / r_o} $$

質問:これらの計算では、およそ $ \ Delta V = 19 $ km / sですが、 $ \ Delta V $ ポークチョッププロットによると、約8.8 km / sです。私はアストロダイナミクスに慣れていないので、これを正しく計算する方法を学ぼうとしていますが、間違いを見つけられず、何が間違っているのかわかりません。

コメント

  • 私は反対票を投じた'ではありませんでしたが、通常、StackExchangeは'が"十分な調査努力なしにX "の質問を行うにはどうすればよいですか。デルタVに関する既存の質問がお役に立てない、または'ウェブサイトと比較していない計算を表示しますか?
  • こんにちは、私が尋ねた方法で申し訳ありません質問。検索した内容に従って、説明を使用して行った計算を追加しました。'これを適切に説明する本が見つからなかったため、'これを正しく計算するために何をすべきかわからない。
  • "のようなナンセンスなときになぜこれが反対票を投じられたのかヘリコプターで宇宙空間へ?"は+12に座っていますか?
  • @Hobbesヘリコプターはなんて無礼なのでしょう! '今日の再利用性がすべてです。
  • @Hobbes I 'その質問のタイトルに何かを追加しました。質問の本文は、量的な観点から問題に対処しようとしています。それは、残念なタイトルの選択でした。投稿自体は"ナンセンス"ではありませんでした。

回答

注:これは非常に役立つ拡張コメントです。 OPに送信されますが、現在、このユーザーが50レピュテーションポイントに達するまでコメントとして投稿することはできません。


これは素晴らしい質問です。作成するときに、次のトラップに陥るのが一般的です。これらのタイプの計算。

  • 参照フレームを注意深く確認してください。セルタVの数値はすべて相対的であり、異なるフレームの軌道間のデルタVを計算しようとすると非常に問題になる可能性があります。

  • これらのv-infinitiesがポークチョッププロットでどの参照フレームからのものであるかを把握します。それらは惑星に対して相対的ですか、それとも太陽に対して慣性的ですか?

それを理解したら、あるフレームから別のフレームにどのように移行しますか?どのようなパラメーターが必要ですか?それらを釘付けにしたら、加算、減算、外積などを行うときに、すべてのベクトルがすべて同じフレームにあることを確認してください。

編集:これをコメントとして残したかった、しかしそれをするために私は評判が必要です。 50に達したら、回答を削除してコメントとして入力します。

コメント

  • +1しかし、OPは、彼らが間違ったことを見つけることを期待して、彼らが行っている計算の具体例を提供することに力を注いでいます。あなたがそれを見つけることができるならば、あなたの答えの中でそれを具体的に述べてください。現在、" X、Y、Zを確認してください"は、質問に対する回答というよりもコメントです。 。 'これを明確にするために、投稿の先頭に行を追加しました。レピュテーションポイントが50に達すると、'他の人の'の投稿に適切なコメントを残すことができます。さらに編集してください。 Welcometo Space!
  • なんらかの方法でサイズを500未満に縮小できる場合(現在は---パート)、それをコメントに変換するようにmodに依頼することができます。
  • @peterh "一貫した参照フレームを使用していることを確認してください"

回答

結果を表示すると役立ちますさまざまなステップで。そうすれば、エラーを見つけるのはそれほど難しくありません。

2030年1月末は、木星へのホーマンの打ち上げウィンドウのほぼ適切な時期です(私の計算によると)。しかし、地球から木星ホーマンまでは、1000日足らずです。 869日の旅行は、デルタVを後押しします。それにもかかわらず、私は地球から木星、木星ホーマンへの旅行の簡単な図を作成しました。このクイックBOTEは、出発惑星と目的惑星の円形の同一平面上の軌道を想定しています。

地球から木星へのホーマン

地球の太陽周回速度は約30km / sです。ホーマン遷移軌道の太陽周回軌道での太陽周回速度は38.8km / sです。したがって、地球出発時のVinfは8.8 km / sです。

これらの数値は計算と一致しますか?

そうであれば、200kmの低軌道からの注入速度に移ります。 。

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