Orbita parcării

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

O orbită de parcare este o orbită temporară utilizată în timpul lansării unui satelit sau a unei alte sonde spațiale . Un vehicul este lansat pe orbita parcării, unde rămâne o anumită perioadă de timp, după care reaprinde propulsoarele pentru a intra în traiectoria finală dorită. Alternativa la o orbită de parcare este o orbită de inserție directă, unde rachetele rămân aprinse până când combustibilul lor este epuizat, ajungând cu vehiculul pe traiectoria sa finală.

Orbită de parcare pentru una dintre primele misiuni Ranger pe Lună. Rețineți că unghiul de lansare variază în funcție de momentul lansării din fereastra de lansare.

Motive pentru parcarea orbitelor

Există mai multe motive pentru care se poate utiliza o orbită de parcare:

  • Fereastra de lansare poate fi mărită. Pentru misiunile de evadare a pământului, acestea sunt adesea destul de scurte (secunde sau minute) dacă nu se utilizează o orbită de parcare. Cu o orbită de parcare, acestea pot fi mărite până la câteva ore. [1] [2]
  • Pentru misiunile care nu sunt LEO , este posibil ca poziția dorită pentru aprinderea finală să nu fie într-o poziție convenabilă. În special, pentru misiunile de evadare a pământului care doresc o acoperire bună a traiectoriei nordice, locul corect pentru aprinderea finală este adesea în emisfera sudică.
  • Pentru misiunile pe orbită geostaționară , locul corect pentru aprinderea finală (sau aproape de aprinderea finală) este în mod normal pe ecuator. În acest caz, racheta este lansată, parcată pe o orbită de parcare până când se află pe ecuator, apoi trece pe o orbită de transfer geostaționar . [3]
  • Pentru misiunile lunare cu echipaj , o orbită de parcare permite o verificare în timp ce se află încă aproape de casă, înainte de a începe călătoria lunară. [2]
  • Este necesar dacă orbita dorită are un perige ridicat. În acest caz, propulsorul se lansează într-o orbită eliptică de parcare, apoi se odihnește până la un punct mai înalt în orbită, apoi este pornit din nou pentru a ridica perigeul. Vedeți transferul către Hohmann . În acest caz, utilizarea unei orbite de parcare poate reduce, de asemenea, consumul de combustibil pentru o schimbare a înclinației, deoarece acestea necesită un delta-V mai mic la altitudini mari.

Figura prezintă primele două motive. Pentru această misiune lunară, locația dorită pentru aprinderea finală este inițial deasupra sudului Africii. Pe parcursul zilei, acest punct rămâne esențial fix pe măsură ce Pământul se mișcă mai jos și acest lucru este compensat prin schimbarea unghiului de lansare.

Dezavantaje ale prizelor de parcare

Cel mai evident dezavantaj este că o rachetă trebuie să parcheze o vreme, apoi să se aprindă din nou în condiții de zero g . Mai mult, lungimea celor două aprinderi (aprinderea inițială și aprinderea finală) depind de obicei de locul în care are loc lansarea în fereastra de lansare. Pentru a face acest lucru fără a irosi combustibil, este necesar ca o etapă a rachetei să se poată aprinde, apoi să se oprească, apoi să pornească din nou. Aceasta implică un motor cu combustibil lichid, deoarece rachetele cu combustibil solid nu pot fi oprite sau repornite - odată aprinse, acestea ard până la epuizare. Dar chiar și într-un motor cu propulsor lichid, această posibilitate de repornire multiplă nu este banală din mai multe motive:

  • În timp ce staționare, combustibilii se îndepărtează de fundul rezervorului și de pompele de alimentare. Acest lucru trebuie abordat cumva. [4] Cele mai frecvente metode sunt tancurile cu diafragme sau rachete de ullage pentru a muta combustibilul înapoi în fundul rezervorului.
  • Sunt necesare baterii mai rezistente și alte consumabile.
  • Unele motoare folosesc substanțe chimice speciale pentru aprindere; sunt necesare mai multe seturi pentru mai multe reporniri
  • Este necesară o izolare mai bună, în special pe rezervoarele criogenice , pentru a evita prea multă evaporare a combustibilului în timpul staționării.
  • Este necesar un sistem de navigație inerțial mai bun pentru a urmări starea în timpul staționării.
  • Este necesar un sistem de control al reacției , pentru a orienta corect etapa pentru aprinderea finală și, printre altele, pentru a stabili o orientare termică adecvată în timpul parcării.

Etapele superioare ale familiilor Centaur și Agena au fost concepute pentru astfel de reporniri și au fost adesea utilizate în acest fel. Ultima Agena a zburat în 1987, dar Centaurul este încă în producție. Etapa Briz-M joacă adesea același rol pentru rachetele rusești.

Exemple

  • Programul Apollo a folosit orbite de parcare, din diferitele motive menționate mai sus, cu excepția celor care implică orbite geostaționare. [5] [6]

Misiunile Navetei Spațiale la Stația Spațială Internațională nu au folosit orbite de parcare, din mai multe motive. Stația se află pe o orbită terestră joasă, cu o înclinație ridicată, unde orbitele de parcare nu sunt foarte utile; naveta nu avea nicio posibilitate de repornire multiplă; ferestrele scurte de lansare nu erau o problemă critică (alta ar avea loc a doua zi, din cauza geometriei orbitale).

  • Pe de altă parte, când naveta a lansat sonde interplanetare, cum ar fi Galileo , a folosit o orbită de parcare pentru a poziționa sonda în punctul de inserție dorit.
  • Ariane 5 nu folosește prize de parcare. Acest lucru simplifică lansatorul, deoarece repornirile multiple nu sunt necesare, iar dezavantajul este mic pentru misiunea lor tipică GTO, deoarece site-ul lor de lansare este aproape de ecuator. O actualizare a doua etapă (ESC-B) va avea opțiunea de reporniri multiple, astfel încât viitoarele misiuni vor putea folosi orbite de parcare.
  • Într-un exemplu literal de orbită de parcare, Automated Transfer Vehicle (ATV) poate parca câteva luni pe orbită în așteptarea întâlnirii cu Stația Spațială Internațională. Din motive de siguranță, ATV-ul nu se poate apropia de stație în timp ce o navetă spațială este ancorată sau când un Soyuz sau Progress manevrează pentru a andoca sau a pleca. [7]

Notă

  1. ^ LUNAR IMPACT - A History of Project Ranger , pe history.nasa.gov .
  2. ^ a b Expediții Apollo pe Lună , pe history.nasa.gov . Capitolul 3.4
  3. ^ Charles D. Brown, Proiectarea misiunii navei spațiale . , pagina 83 .
  4. ^ Cercetări privind tehnicile de expulzare cu gravitate zero , pe dtic.mil .
  5. ^ Fereastra de lansare a aterizării lunare Apollo: Factorii de control și constrângerile , pe history.nasa.gov , NASA.
  6. ^ Apollo Flight Journal - Apollo 8, Day 1: Earth Orbit and Translunar Injection , pe history.nasa.gov , NASA.
  7. ^ Stephen Clark, lansarea inițială a navei de aprovizionare din Europa primește o nouă dată , la spaceflightnow.com , Spaceflight Now.
Astronautică Portalul astronauticii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de astronautică
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Parking_Orbit&oldid=117938330 ”