Ich lerne etwas über Astrodynamik und möchte fragen, wie ich den $ \ Delta V berechnen kann $ für eine interplanetare Mission.

Ich habe eine Website für die Schweinekoteletts verwendet ( http://sdg.aero.upm.es/index.php/online-apps/porkchop-plot ), der mir den $ \ Delta V $ der Mission gibt, und ich vergleiche meine Berechnungen mit dem $ \ Delta V $ , das mir die Site gibt, aber sie sind überhaupt nicht gleich, also dachte ich, dass Sie mir vielleicht helfen könnten, es richtig zu berechnen.

Die Berechnungen, die ich durchgeführt habe, folgen der Site http://www.braeunig.us/space/interpl.htm

Durch Lösen der Kepler-Gleichung erhalte ich die Position und Geschwindigkeit jedes Planeten bei Abflug und Ankunft ( $ \ vec {V_ {p1}} $ und $ \ vec {V_ {p2}} $ ). In meinem Fall sind die Planeten Erde und Jupiter und das Abflugdatum ist der 21.01.2030 mit einer Flugzeit von 869 Tagen (ich habe die Schweinekoteletts an der ersten Stelle, die ich verlinkt habe, für die Auswahl eines Abflugdatums verwendet). Danach löse ich das Lambert-Problem unter Berücksichtigung der beiden Positionen und der Flugzeit und erhalte zwei Geschwindigkeiten ( $ \ vec {V_1} $ und $ \ vec {V_2} $ ).

Mit diesen Werten erhalte ich die Differenz zwischen der heliozentrischen Geschwindigkeit des Raumfahrzeugs und der Umlaufgeschwindigkeit des Planeten. Das heißt, $ \ vec {V_1} – \ vec {V_ {p1}} $ . Wenn ich diesen Wert als $ \ vec {V_ \ infty} $ nehme, berechne ich die Einspritzgeschwindigkeit als $ V_o = \ sqrt { V_ \ infty ^ 2 + \ frac {2 \ mu} {r_o}} $ . Als $ \ mu $ und $ r_o $ beziehen sich die Werte auf die Erde. Da ich eine Parkbahn mit einem Radius von 200 km habe, ist $ r_o $ die Summe des Erdradius plus 200 km. Zuletzt berechne ich den $ \ Delta V $ als Differenz zwischen der Injektionsgeschwindigkeit und der Orbitalgeschwindigkeit

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

Frage: Mit diesen Berechnungen habe ich einen $ \ Delta V = 19 $ km / s ungefähr, aber die $ \ Delta V $ Ich habe laut Schweinekotelett etwa 8,8 km / s. Ich bin neu in der Astrodynamik, daher versuche ich zu lernen, wie man dies richtig berechnet, aber ich finde den Fehler nicht und weiß nicht, was falsch ist.

Kommentare

  • Ich war ‚ nicht der Downvoter, aber normalerweise mag Stack Exchange ‚ nicht “ Wie mache ich X “ Fragen ohne guten Forschungsaufwand. Können Sie uns sagen, warum die vorhandenen Fragen zu Delta V nicht ‚ hilft Ihnen nicht oder zeigt die Berechnungen an, die ‚ nicht mit der Website verglichen werden?
  • Hallo, entschuldigen Sie die Art und Weise, wie ich die gefragt habe Frage. Ich habe die Berechnungen hinzugefügt, die ich mit der Erklärung gemäß meiner Suche durchgeführt habe. Ich habe ‚ keine Bücher gefunden, die dies richtig erklären, also ‚ weiß nicht, was zu tun ist, um dies richtig zu berechnen.
  • Warum wurde dies herabgestuft, wenn Unsinn wie “ Warum fliegen wir nicht? mit Hubschraubern ins All? “ sitzt bei +12?
  • @Hobbes Wie respektlos gegenüber Hubschraubern! ‚ dreht sich heute alles um Wiederverwendbarkeit.
  • @Hobbes Ich ‚ habe dem Titel dieser Frage etwas hinzugefügt . Der Hauptteil der Frage versucht, das Problem aus quantitativer Sicht anzugehen, es war nur eine unglückliche Wahl der Titel. Der Beitrag selbst war kein “ Unsinn „.

Antwort

Hinweis: Dies ist ein sehr hilfreicher erweiterter Kommentar, der möglicherweise von Nutzen ist an das OP, aber es kann derzeit nicht als Kommentar gepostet werden, bis dieser Benutzer 50 Reputationspunkte erreicht hat.


Oh, das ist eine fantastische Frage. Es ist üblich, beim Erstellen in die folgende Falle zu tappen Diese Arten von Berechnungen.

  • Überprüfen Sie Ihre Referenzrahmen sorgfältig. Delta-V-Zahlen sind alle relativ, und der Versuch, Delta V zwischen Umlaufbahnen in verschiedenen Rahmen zu berechnen, kann sehr problematisch sein.

  • Finden Sie heraus, aus welchen Referenzrahmen diese v-Unendlichkeiten im Schweinekotelett-Diagramm stammen. Sind sie relativ zum Planeten oder träge gegenüber der Sonne?

Wenn Sie das herausgefunden haben, wie wechseln Sie von einem Frame zu einem anderen? Welche Parameter benötigen Sie?Sobald Sie diese festgenagelt haben, stellen Sie sicher, dass sich alle Ihre Vektoren im selben Frame befinden, wenn Sie Additionen, Subtraktionen, Kreuzprodukte usw. ausführen.

Bearbeiten: Ich wollte dies als Kommentar hinterlassen , aber ich brauche den Ruf, um das zu tun. Wenn ich 50 drücke, lösche ich die Antwort und füge sie als Kommentar ein.

Kommentare

  • +1 Das OP hat sich jedoch bemüht, ein konkretes Beispiel für die Berechnung zu liefern, die es in der Hoffnung vornimmt, herauszufinden, was es falsch gemacht hat. Wenn Sie es erkennen können, erwähnen Sie es bitte ausdrücklich in Ihrer Antwort. Im Moment ist Ihre “ Prüfung von X, Y und Z “ eher ein Kommentar als eine Antwort auf die gestellte Frage . Ich ‚ habe am Anfang Ihres Beitrags eine Zeile hinzugefügt, um dies zu verdeutlichen. Sobald Sie 50 Reputationspunkte erreicht haben, können Sie ‚ korrekte Kommentare zu den Posts anderer Personen ‚ hinterlassen. Bitte zögern Sie nicht, weiter zu bearbeiten und Willkommen im Weltraum!
  • Wenn Sie die Größe irgendwie unter 500 reduzieren können (derzeit ist es 714 unter der --- part), dann könnten wir die Mods bitten, es in einen Kommentar umzuwandeln.
  • @peterh “ Stellen Sie sicher, dass Sie konsistente Referenzrahmen verwenden “

Antwort

Es wäre hilfreich, wenn Sie Ihre Ergebnisse zeigen würden in verschiedenen Schritten. Dann wäre es weniger schwierig, den Fehler zu erkennen.

Ende Januar 2030 ist ungefähr der richtige Zeitpunkt für ein Hohmann-Startfenster für Jupiter (gemäß meiner Arithmetik). Aber eine Erde für Jupiter Hohmann ist nur knapp 1000 Tage. Eine 869-tägige Reise würde Delta V ankurbeln. Unabhängig davon habe ich ein kurzes Diagramm einer Reise von Erde zu Jupiter zu Jupiter Hohmann erstellt. Dieser schnelle BOTE setzt kreisförmige, koplanare Umlaufbahnen für den Abflug- und Zielplaneten voraus.

Erde an Jupiter Hohmann

Die heliozentrische Geschwindigkeit der Erde beträgt etwa 30 km / s. Die heliozentrische Geschwindigkeit der Hohmann-Transferbahn am Perihel beträgt 38,8 km / s. Vinf bei Erdabflug beträgt also 8,8 km / s.

Stimmen diese Zahlen mit Ihren Berechnungen überein?

Wenn ja, gehe ich von einer 200 km niedrigen Erdumlaufbahn zur Injektionsgeschwindigkeit über .

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