Парковочная орбита временная орбита используется при запуске космического аппарата . Ракета-носитель выходит на парковочную орбиту, затем некоторое время движется по инерции, затем снова запускается, чтобы выйти на окончательную желаемую траекторию. Альтернативой стояночной орбите является прямой впрыск , при котором ракета запускается непрерывно (кроме периода ступенчатой) до тех пор, пока ее топливо не будет исчерпано, после чего полезная нагрузка окажется на конечной траектории .
Причины использования [ править ]
Есть несколько причин, по которым можно использовать парковочную орбиту.
Геостационарный космический корабль [ править ]
Геостационарному космическому аппарату требуется орбита в плоскости экватора. Чтобы добраться туда, требуется геостационарная переходная орбита с апогеем прямо над экватором. Если сама стартовая площадка не находится достаточно близко к экватору, для запуска космического корабля непосредственно на такую орбиту требуется непрактично большое количество топлива. Вместо этого корабль выводится с разгонным блоком на наклонную парковочную орбиту. Когда корабль пересекает экватор, срабатывает разгонный блок, чтобы поднять апогей космического корабля до геостационарной высоты (а также часто уменьшить наклон переходной орбиты). Наконец, требуется кольцевой прожиг, чтобы поднять перигей на ту же высоту и устранить любой оставшийся наклон.[1]
Транслунный или межпланетный космический корабль [ править ]
Чтобы достичь Луны или планеты в желаемое время, космический корабль должен быть запущен в течение ограниченного периода времени, известного как окно запуска . Использование предварительной парковочной орбиты перед окончательной инъекцией может расширить это окно с секунд или минут до нескольких часов. [2] [3] Для пилотируемых лунных миссий программы « Аполлон » орбита стоянки давала время для проверки космического корабля, находясь еще недалеко от дома, прежде чем отправиться в лунную поездку. [3]
Проблемы дизайна [ править ]
Использование парковочной орбиты требует, чтобы разгонный блок ракеты выполнял впрыскивание в условиях нулевого ускорения . Часто тот же самый верхний каскад, который выполняет впрыск на парковочную орбиту, используется для окончательного впрыска, что требует использования перезапускаемого жидкостного ракетного двигателя. Во время движения по орбите стоянки топливо будет уноситься от дна резервуара и входных отверстий насоса. [4] С этим нужно бороться, используя диафрагмы резервуара или ракеты с незаполненным объемом для осаждения топлива обратно на дно резервуара. Система управления реакцией необходима для правильной ориентации ступени для окончательного горения и, возможно, для установления подходящей тепловой ориентации во время выбега.Криогенное топливо необходимо хранить в хорошо изолированных резервуарах, чтобы предотвратить чрезмерное испарение во время движения по инерции. Срок службы батареи и других расходных материалов должен быть достаточным на время стоянки накатом и окончательного впрыска.
Семейства верхних ступеней Centaur и Agena были разработаны для таких перезапусков и часто использовались таким образом. Последний Agena взлетел в 1987 году, но Centaur все еще находится в производстве. Сцена « Бриз-М» часто исполняет ту же роль для российских ракет.
Примеры [ править ]
- Программа Apollo использовала парковочные орбиты по всем причинам, упомянутым выше, за исключением тех, которые относятся к геостационарным орбитам. [5] [6]
- Когда орбитальный аппарат "Спейс Шаттл" запускал межпланетные зонды, такие как " Галилео" , он использовал парковочную орбиту, чтобы доставить зонд в нужное место инъекции.
- Ariane- не использует Паковочные. Это упрощает пусковую установку, поскольку многократный перезапуск не требуется, а штраф для их типичной миссии GTO невелик , поскольку их стартовая площадка находится близко к экватору. Обновление до второй ступени (ESC-B) будет иметь возможность многократного перезапуска, поэтому будущие миссии могут использовать парковочные орбиты.
- В буквальном примере парковочной орбиты Transfer Vehicle Automated (ATV) может парковаться в течение нескольких месяцев на орбите в ожидании встречи с Международной космической станцией . По соображениям безопасности квадроцикл не мог приблизиться к станции, пока шаттл был в доке, или когда « Союз» или « Прогресс» маневрировал, чтобы состыковаться или улететь. [7]
Ссылки [ править ]
- ^ Чарльз Д. Браун (1998). Проект космического корабля . AIAA. п. 83. ISBN 978-1-60086-115-4.
- ^ Холл, Р. Каргилл (1977). ЛУННЫЙ УДАР - История проекта Ranger . Серия истории НАСА (Технический отчет). Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . НАСА SP-4210 . Проверено 11 ноября 2011 .
- ^ а б «Экспедиции Аполлона на Луну» . Глава 3.4
- ^ Кривецкий, А .; Бауэр, WH; Loucks, HL; Падлог, Дж. И Робинсон, СП (1962). Исследование методов изгнания в невесомости (Технический отчет). Центр оборонной технической информации.
- ^ «Окно запуска посадки Аполлона на Луну: управляющие факторы и ограничения» . НАСА.
- ^ "Журнал полета Аполлона - Аполлон 8, день 1: околоземная орбита и транслунная инъекция" . НАСА. Архивировано из оригинала на 2008-02-18.
- ^ Стивен Кларк. «Новый срок первого спуска на воду корабля снабжения Европы» . Космический полет сейчас.
