저에너지 전이

Low-energy transfer
저에너지 달 이전 사례
그레일-A· 달· 지구

저에너지 전달, 즉 저에너지 궤적은 우주선이 아주 적은 연료를 사용하여 궤도를 바꿀 수 있는 우주 경로다.[1][2]이러한 경로는 지구-달계통에서 작동하며 목성의 달 사이와 같은 다른 시스템에서도 작동한다.그러한 궤도의 단점은 그들이 Hohmann 전달 궤도와 같은 높은 에너지 (더 많은 연료) 전달보다 완료하는 데 더 오래 걸린다는 것이다.

저에너지 전달은 또한 약한 안정 경계 궤도 또는 탄도 포착 궤도로 알려져 있다.

저에너지 전송은 우주에서 특별한 경로를 따르며, 때로는 행성간 전송 네트워크라고도 한다.이러한 경로를 따라 긴 거리를 횡단하여 속도 또는 델타-v의 작은 변화를 허용한다.

미션 예

저 에너지 전송을 사용한 미션은 다음과 같다.

저에너지 전송을 사용하도록 계획된 지속적인 임무에는 다음이 포함된다.

저 에너지 전송을 사용하는 제안된 임무에는 다음이 포함된다.

역사

달로의 저에너지 이적은 1991년 일본 우주선 히텐에 의해 처음 입증되었는데, 이 우주선은 달이 휘두르되 궤도에 진입하지 않도록 설계되었다.하고로모 해저위성은 히텐에 의해 첫 스윙바이(swingby)로 방출되어 달 궤도에 성공적으로 진입했을지도 모르나 통신장애를 겪었다.

제트추진연구소의 에드워드 벨브루노와 제임스 밀러는 이 실패에 대해 들었으며, 주 히텐 탐사선이 달 궤도에 진입할 수 있는 탄도 포착 궤적을 개발함으로써 임무를 인양하는데 도움을 주었다.그들이 히텐을 위해 개발한 궤적은 약한 안정성 경계 이론을 사용했으며 우주선의 추진기에 의해 달성될 수 있을 만큼 충분히 작은 타원형 스윙 바이 궤도에 대한 작은 섭동만 필요로 했다.[1]이 코스로 인해 탐사선은 0의 델타-v를 사용하여 임시 달 궤도로 포획되지만, 호만 이송에는 통상 3일이 아닌 5개월이 필요했다.[7]

델타-V 절감액

낮은 지구 궤도에서 달 궤도에 이르기까지 델타-v 절약량은 기존의 횡단 주사에서 달 근처에 적용된 역행화상 대비 낮은 지구 궤도를 떠난 후 적용된 화상의 25%에 근접하며, 탑재량을 두 배로 늘릴 수 있다.[8]

로버트 파쿠하르는 지구 저궤도에서 3.5km/s를 걸리는 달 포착까지의 9일간의 항로를 묘사했다.[9]벨브루노의 낮은 지구 궤도에서 오는 항로는 트랜스 달 주사를 위해 3.1 km/s의 화상을 필요로 하며, 델타-v는 0.4 km/s 이하를 절약한다.그러나 후자는 낮은 지구 궤도를 떠난 후 큰 델타-V 변화를 요구하지 않으며, 이는 제한된 재시동 또는 내구성 능력을 가진 상부 단계를 사용할 경우 운용상 이점을 가질 수 있으며, 우주선은 포획을 위해 별도의 주 추진 시스템을 갖추어야 한다.[10]

화성 달과의 만남의 경우 포보스의 경우 12%, 데이모스의 경우 20%의 절감 효과가 있다.랑데부스는 화성 달 주변의 안정적인 사이비 궤도들이 지표면에서 10km 이내에서 많은 시간을 보내지 않기 때문에 표적이 된다.[11]

참고 항목

참조

  1. ^ a b Belbruno, Edward (2004). Capture Dynamics and Chaotic Motions in Celestial Mechanics: With Applications to the Construction of Low Energy Transfers. Princeton University Press. p. 224. ISBN 978-0-691-09480-9.
  2. ^ Belbruno, Edward (2007). Fly Me to the Moon: An Insider's Guide to the New Science of Space Travel. Princeton University Press. pp. 176. ISBN 978-0-691-12822-1.
  3. ^ 행성간 고속도로 우주 여행을 단순하게 만든다 // NASA 07.17.02: "로우는 행성간 고속도로 이론을 구상했다.로와 그의 동료들은 행성간 슈퍼 하이웨이(Superhighway)의 기초 수학을 "라고 불리는 임무 설계의 도구로 바꾸었다.LTOOL," ...JPL 엔지니어들이 Genesis 임무를 위해 비행 경로를 재설계하기 위해 새로운 LTOOL을 사용했다."
  4. ^ "GRAIL Design at MIT Website". Retrieved 2012-01-22.
  5. ^ "Spaceflight101 GRAIL Mission Design". Archived from the original on 2012-07-19. Retrieved 2012-01-22.
  6. ^ "BepiColombo overview". www.esa.int. Retrieved 2019-12-03.
  7. ^ Frank, Adam (September 1994). "Gravity's Rim". Discover.
  8. ^ Edward A. Belbruno & John P. Carrico (2000). "Calculation of Weak Stability Boundary Ballistic Lunar Transfer Trajectories" (PDF). AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference.
  9. ^ Farquhar, Robert (1971). "THE UTILIZATION OF HALO ORBITS IN ADVANCED LUNAR OPERATIONS" (PDF). www.lpi.usra.edu. Retrieved 2020-08-02.
  10. ^ Parker, Jeffrey; Anderson, Rodney. Low-Energy Lunar Trajectory Design. p. 24.
  11. ^ A. L. Genova; S. V. Weston & L. J. Simurda (2011). "Human & robotic mission applications of low-energy transffers to Phobos & Deimos" (PDF). Archived from the original (PDF) on April 25, 2012.

외부 링크