Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Анимация INSIGHT «S траектории
   InSight  ·   Земля  ·   Марс
Окна запуска Марса и расстояние от Земли

В контексте космического полета , период запуска является сбор дней и стартовое окно является период времени , в определенный день , в течение которого конкретная ракета должна быть запущена с тем , чтобы достичь намеченной цели. [1] [2] Если ракета не запускается в течение заданного окна, она должна дождаться окна следующего дня периода. [3] Периоды запуска и окна запуска очень зависят как от возможностей ракеты, так и от орбиты, на которую она собирается. [4] [5]

Период запуска относится к дням, в течение которых ракета может запускаться для достижения намеченной орбиты. Миссия может иметь период 365 дней в году, несколько недель в месяц [6], несколько недель каждые 26 месяцев (например, периоды запуска на Марс) [7] или короткий период времени, который не будет повторяться.

Окно запуска указывает временные рамки в данный день периода запуска, когда ракета может запускаться для достижения намеченной орбиты. [8] [9] Это может быть секунда (так называемое мгновенное окно) или даже целый день. По эксплуатационным причинам окно почти всегда ограничено не более чем несколькими часами. Окно запуска может растянуться на два календарных дня (например, начало в 23:46 и окончание в 12:14). Окна запуска редко бывают в одно и то же время каждый день. [10]

Окна запуска и периоды запуска часто используются как синонимы в общественной сфере, даже в пределах одной организации. Однако именно эти определения используются директорами запусков и аналитиками траекторий НАСА (и других космических агентств). [11] [12]

Период запуска [ править ]

Для перехода на другую планету с использованием простой низкоэнергетической переходной орбиты Хомана , если эксцентриситет орбит не является фактором, периоды запуска являются периодическими в соответствии с синодическим периодом ; например, в случае с Марсом период составляет 780 дней (2,1 года). В более сложных случаях, включая использование гравитационных рогаток , периоды пуска нерегулярны. Иногда возникают редкие возможности, например, когда « Вояджер-2» воспользовался выравниванием планет, происходящим раз в 175 лет, чтобы посетить Юпитер , Сатурн , Уран и Нептун.. Когда такая возможность упущена, может быть выбрана другая цель. Например, миссия ЕКА « Розетта » изначально предназначалась для кометы 46P / Виртанен , но проблема с пусковой установкой задержала ее, и пришлось выбрать новую цель (комета 67P / Чурюмов-Герасименко ).

Периоды запуска часто [ цитата ] вычисляются из графиков свинины , которые показывают дельта-v, необходимую для выполнения миссии, в зависимости от времени запуска. [13]

Окно запуска [ править ]

Окно запуска определяется первой и конечной точкой запуска. Он может быть непрерывным (т.е. запускаться каждую секунду в окне запуска) или может представлять собой набор дискретных мгновенных точек между открытием и закрытием. [14] Окна и дни запуска обычно рассчитываются в UTC, а затем конвертируются в местное время, в котором находятся операторы ракеты и космического корабля (часто несколько часовых поясов для запусков в США). [15]

Для полетов на в основном произвольные околоземные орбиты не требуется определенного времени запуска. Но если космический корабль намеревается встретиться с объектом, уже находящимся на орбите, запуск должен быть тщательно рассчитан так, чтобы он происходил примерно в то время, когда орбитальная плоскость целевого корабля пересекает место запуска. [16]

Спутники наблюдения Земли часто выводятся на солнечно-синхронные орбиты, которые являются околополярными . Для этих орбит окно запуска происходит в то время суток, когда место запуска совмещено с плоскостью требуемой орбиты. Для запуска в другое время потребуется маневр по смене орбитального самолета, который потребует большого количества топлива.

Для запусков над низкой околоземной орбитой (НОО) фактическое время запуска может быть несколько гибким, если используется парковочная орбита , потому что наклон и время, которое космический корабль первоначально проводит на парковочной орбите, можно варьировать. См. Окно запуска космического корабля Mars Global Surveyor на планету Марс в [1] .

Окно мгновенного запуска [ править ]

Достижение правильной орбиты требует прямого восхождения от восходящего узла (Raan). RAAN устанавливается путем изменения времени запуска, ожидая, пока Земля вращается, пока она не займет правильное положение. Для миссий с очень специфическими орбитами, таких как встреча с Международной космической станцией , окно запуска может быть отдельным моментом времени, известным как окно мгновенного запуска.

Траектории программируются в ракете-носителе перед запуском. Ракета-носитель будет иметь цель, и система наведения изменит команды рулевого управления, чтобы попытаться достичь конечного конечного состояния. По крайней мере, одна переменная (апогей, перигей, наклон и т. Д.) Должна быть оставлена ​​свободной, чтобы изменять значения других, иначе динамика будет чрезмерно ограниченной . Окно мгновенного запуска позволяет RAAN быть неконтролируемой переменной. В то время как некоторые космические аппараты, такие как разгонный блок Centaur , могут управлять и регулировать RAAN после запуска [17], выбор окна мгновенного запуска позволяет заранее определить RAAN для системы наведения космического корабля.

Конкретные проблемы [ править ]

Полеты шаттла на Международную космическую станцию были ограничены вырезом по углу бета- излучения. Бета-угол ( ) определяется как угол между плоскостью орбиты и вектором от Солнца. [18] Из-за взаимосвязи между углом бета-излучения орбитального объекта (в данном случае МКС) и процентом его орбиты, который проходит на солнечном свете, этот угол бета влияет на выработку солнечной энергии и терморегулирование. [19] Запуск шаттлов к МКС обычно производился только тогда, когда МКС находилась на орбите с бета-углом менее 60 градусов. [19]

См. Также [ править ]

  • Предотвращение столкновений (космический корабль)
  • Бюджет Delta-v
  • Межпланетное путешествие
  • Эффект Оберта

Ссылки [ править ]

  1. ^ Уолш, Крис. «Период запуска по сравнению с окном запуска» . Миссия Бытия . Лаборатория реактивного движения НАСА . Проверено 3 мая 2018 .
  2. ↑ Сергеевский, Андрей (15 сентября 1983 г.). «Справочник по проектированию межпланетных миссий, том I, часть 2». Лаборатория реактивного движения НАСА. CiteSeerX 10.1.1.693.6602 .  Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  3. ^ Что такое окно запуска?
  4. ^ «Введение в программное обеспечение GMAT» (PDF) . Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. 29 октября 2014 . Проверено 3 мая 2018 .
  5. ^ «Описание требований к документу» (PDF) . ЭкзоМарс . Европейское космическое агентство. 16 июля 2007 . Проверено 3 мая 2018 .
  6. ^ "Пресс-кит" Лаборатории восстановления гравитации и внутренних помещений (GRAIL) " (PDF) . Лаборатория реактивного движения НАСА. Август 2011 . Проверено 3 мая 2018 .
  7. ^ «НАСА нацелено на запуск миссии Mars InSight в мае 2018 года» . НАСА. 9 марта 2016 . Проверено 3 мая 2018 .
  8. ^ "График запуска 101" . Миссии . НАСА. 31 марта 2014 . Проверено 3 мая 2018 .
  9. ^ «Стремление к открытому окну» . Космический центр Кеннеди . НАСА. 23 февраля 2012 . Проверено 3 мая 2018 .
  10. ^ "Миссия по запуску рассвета в Весту и пресс-кит Цереры" (PDF) . Лаборатория реактивного движения НАСА. Сентябрь 2007 . Проверено 3 мая 2018 .
  11. ^ «Факты о ракете-носителе» . Пресс-кит Mars InSight . Лаборатория реактивного движения НАСА . Проверено 3 мая 2018 .
  12. ^ «Время и окно запуска, H-IIA F37 (с обновленной функцией), инкапсулирующая SHIKISAI и TSUBAME» . Пресс-релизы JAXA . Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA). 21 декабря 2017 года . Проверено 3 мая 2018 .
  13. ^ « « Свиная отбивная »- первый пункт меню в путешествии на Марс» . Программа НАСА по исследованию Марса . Лаборатория реактивного движения НАСА . Проверено 3 мая 2018 .
  14. ^ "Подробное окно запуска" . Пресс-кит Mars Exploration Rovers . Лаборатория реактивного движения НАСА . Проверено 3 мая 2018 .
  15. ^ "Запустить Windows" . Пресс-кит Mars InSight . Лаборатория реактивного движения НАСА . Проверено 3 мая 2018 .
  16. ^ "ПОДГОТОВКА К ЗАПУСКУ" . Европейское космическое агентство . Проверено 3 мая 2018 .
  17. ↑ Блау, Патрик (27 марта 2016 г.). «Как близко Атлас V потерпел неудачу в запуске Cygnus на этой неделе» . Космический полет 101 . Проверено 12 февраля 2021 года .
  18. ^ K&K Associates (2008). «Тепловая среда Земли» . Тепловые среды JPL D-8160 . K&K Associates . Проверено 20 июня 2009 года .
  19. ^ a b Дерек Хассман, полетный директор НАСА (1 декабря 2002 г.). «Ответы МСС» . НАСА . Проверено 20 июня 2009 года .