Vuelo a Marte: la órbita de transferencia no Hohmann, aerotormozhenie y complejidad de aterrizaje en la atmósfera enrarecida


Otoño, la tristeza, la nostalgia. Es el momento de relajarse, darse a sí mismo una misión de búsqueda educativa a Marte. Prácticamente, por supuesto, en Orbiter'e. Y eso era interesante, freno de Marte que no motores y la fricción de la atmósfera.

plan de vuelo h4> Para obtener la máxima claridad y comodidad, nuestro vuelo se descomponen en pasos simples:

  1. Comience con la Tierra.
  2. Sovmescheschenie planos orbitales.
  3. La aceleración a Marte.
  4. corrección de trayectoria en el camino a Marte.
  5. La entrada pasillo.
  6. La sedación en la atmósfera.
  7. Preparar para el aterrizaje.
  8. El vuelo en la atmósfera y el aterrizaje

    Preparación para volar h4> de Orbiter'a sólo necesitamos AerobrakeMFD (archivo simplemente descomprimir la carpeta especificada en el simulador)

    definiciones utilizadas h4> Si usted no ha leído la publicación anterior de la serie, vale la pena desplegar B> Apoapsis -. el punto más alto de la órbita. Para orbitar alrededor de la Tierra también se utiliza el nombre de "Apogee».
    Periapsis - el punto más bajo de la órbita. Para orbitar alrededor de la Tierra también se utiliza el nombre de "perigeo».
    La inclinación orbital - el ángulo entre el plano de la órbita y el otro plano (el plano que pasa por el ecuador del plano orbital de la Tierra, u otro órgano)
    nodo ascendente - el punto en que la órbita cruza el plano ecuatorial del plano orbital de la Tierra, o cualquier otro organismo, se encuentran "por encima de" la misma. "Arriba" y "abajo" se definen norte condicional y polos sur.
    descendente nodo - el punto en que la órbita cruza el plano ecuatorial del plano orbital de la Tierra, o en otro cuerpo, apareciendo "por debajo de" la misma. "Arriba" y "abajo" se definen norte condicional y polos sur.
    Por ejemplo, si hablamos de la órbita de la Luna alrededor de la Tierra, el panorama es el siguiente:



    Paso 1: Comience con la Tierra h4> La primera cosa que usted desea incluir en el modo de "Configuración" "combustible infinito 'desmarque:

    La secuencia de comandos requerida - «DG-S listo para el despegue» carpeta Delta-planeador. En él, nuestro barco ya está en la pista de aterrizaje en Cabo Cañaveral, listo para el despegue.

    Delta-glider - un caballo de batalla Orbiter'a i>

    Al hacer clic en F1 Cambiar a "vista desde la cabina del piloto." Presione la F8 para cambiar el modo de visualización "cabina de cristal».

    Izquierda y derecha son pantallas multifuncionales (MFD, MFD). En estas pantallas, vamos a mostrar los distintos instrumentos que vamos a necesitar durante el vuelo. Teclas de acceso rápido funcionan con MFD utiliza con Shift pre-prensado izquierda y derecha de la izquierda y derecha respectivamente MFD. Menú de selección se llama pulsando el MFD Shift-F1 o el ratón, haga clic en el botón MNU en el MFD. Cockpit interactivo, si usted es demasiado perezoso para recordar las teclas de acceso rápido, puede pulsar un botón del ratón clics. Cambie el modo de MFD izquierda "Surface" presionando Shift - F1 , Shift - S , y la derecha en la "órbita" presionando Shift - O Shift - P (MFD reemplazar ECL en SHP en su parte superior derecha) y la altura de un cambio de régimen marco desde el centro de un cuerpo celeste a la altura de la superficie de la combinación Shift - D (MFD reemplaza pericentro distancia y apocenter PER y Apr a periapsis y apocentro guisantes y APA)
    . Recomendar a recordar una combinación de teclas - Ctrl - P El segundo es un conjunto muy útil de atajos de teclado controla el tiempo - I - se ralentiza el tiempo por 10 veces, T -. 10 veces más rápido
    Antes del despegue todavía debe incluir motores de sistema de orientación ( Ctrl - / en el teclado numérico) y ajuste Trimmer abbr> se bloquee mientras mantiene pulsada la tecla Eliminar en las teclas de cursor de bloque.
    Gire y fije los refuerzos (haga clic en Num + , a continuación, Ctrl , y mucho Num + , deje que Ctrl ). Conseguir plazo. Cuando la nave recortadora correctamente instalado comienza a separarse de la propia banda:

    Tren de aterrizaje retráctil (el botón G ), y conducir con un teclado numérico, ampliar la nave en curso de 90 °. Conducción de corte ( Insertar abajo, Eliminar plano) y detener la rotación KillRot ( Num 5 ) comienza la aceleración, manteniendo el ángulo de paso de 20 a 30 °.

    A partir de una altura de ~ 30 km y recortadoras de modo KillRot ya no hacer frente. Usted no puede interferir en la gestión (en este caso, la tierra será una ligera reducción), puede cambiar a la cabina 2D (presionando F8 ) y cambiar los motores de propulsión del vector de empuje , entrar en órbita no hace daño. Acelerar a hasta apoapsis alcanza 200 km.

    Apague el principal motor de clic en Num * [) y esperar apocenter. En el área de nuevo apocentro incluyen refuerzos y elevar periapsis a ~ 200 km.

    Por lo tanto, tenemos una órbita circular de referencia ~ 200 kilómetros. Para mayor comodidad, el vuelo se abrirá motores freno de guillotina ( Ctrl - Espacio , Retro - Puertas Abiertas). Traducir el display en el parabrisas (HUD) en el modo orbital presionando H Fase 1 completada con éxito. Guarde pulsando Ctlr-S
    Yo no sé ustedes, pero yo creo que psy-ambiente es perfecto para este tipo de vuelos:


    Paso 2. Combinando planos orbitales h4> Con el fin de que normalmente pueden dispersarse a Marte, es necesario combinar nuestro plano de la órbita con el plano de la órbita de Marte. Para ello necesitamos un equipo multifuncional "La combinación de planos orbitales» ( Shift - A ). Nosotros elegimos el propósito de Marte ( Turno - T , en el menú seleccione cuerpos celestes - Marte):

    Nodo ascendente Siguiente (Ascender Nodo, AN), por lo que necesita para tomar una posición "abajo" desde el plano de la órbita. Para esto, hay un modo de NML- (botón ' o haga clic en el botón en la parte inferior de la pantalla NML-). Habrá que esperar para el punto en el que el tiempo hasta que un nodo (Tn, el MFD) será de aproximadamente la mitad del tiempo de maniobra en el nodo (Est empuje T), e incluirla en el motor principal:

    ¿Por qué la mitad del tiempo de acoger? El hecho de que la línea de nodos de desplazamiento de maniobra, sin embargo si la corrección de inicio de la órbita durante un tiempo igual al tiempo de la maniobra en un nodo, el "permiso" nodo. Este mismo desplazamiento de la línea de nodos es el criterio para parar el motor. Cuando la línea de nodos es casi perpendicular a la línea verde más corrección no tiene sentido.

    Con esta simple fórmula, casi hemos combinado planos orbitales con una maniobra. Pero es necesario repetir la maniobra para maximizar la alineación de los planos:

    Terminamos la segunda etapa. Recuerde guardar.

    Paso 3. Aceleración a Marte h4>
     Para prepararse para la maniobra incluirá MFD "Transición» ( Shift - X ). Nuestro objetivo - Marte, que gira alrededor del Sol, así como cuerpo central indicará el Sol ( Shift - R , seleccione el Sol en el menú). Giramos alrededor de la Tierra, por lo que indicamos la Tierra como el cuerpo original ( Shift - S , seleccione la Tierra en el menú). Elegimos propósito Marte ( Shift - T , seleccione Marte en el menú). MFD se verá así (explicaciones añadidas para mayor claridad):

    Incluyendo el modo de planificación de maniobra (el botón HTO en el MFD). Aparece salpicado rango de iniciar punto maniobra. Se puede mover pulsando la Shift - & lt; y & gt; Shift - - y +
    Tenga en cuenta que el punto de interceptación de Marte no está en el lado opuesto de la órbita. Esto significa que nuestro camino no será Гомановской, Pasamos de combustible, pero podría llegar más rápido.
    FDI dice que tenemos que acelerar a 2, a 8 km / s. Nuestra velocidad orbital actual de 7, 6 km / s. Parece ser sencilla: 7, 6 + 2, 8 = 10, a 4 km / s. Pero esto no es cierto! Nuestra nave está orbitando la Tierra. Una tierra a su vez gira alrededor del sol. Resulta interesante esta imagen:

    2, a 8 km / s, lo que nos ofrece el MFD, es necesario añadir a la velocidad orbital de la Tierra, no nosotros. La situación se complica aún más de los siguientes factores:

  9. Para salir de la órbita de la Tierra debe acelerar a velocidad de escape (11, a 2 km / s).
La velocidad orbital de no lineal depende de la altura de la órbita. Cuando se quita de la Tierra, nuestra velocidad se reducirá a causa de la conversión de la energía cinética en energía potencial. La aceleración se produce no es instantánea, durante la aceleración, la velocidad ya se perdió en la transición a la energía potencial.
Parámetros monitoreados de la órbita de la MFD derecha "Orbit»:

Hay un segundo espacio! Tenga en cuenta que la velocidad aún no es 11, a 2 km / s. Detener la aceleración a una velocidad cerca de 11 5 km / s, a fin de no acelerar demasiado.

Estabilizar la nave en el espacio, incluyendo el modo de KillRot. Acelerar el tiempo a perder hasta el momento en que la influencia gravitacional de la Tierra casi a la nada. Seleccione usted mismo desde el cuerpo como fuente ( Shift - S , el tipo en el campo de texto el nombre de nuestro GL-01S ). Niza overclock:

Ahora nuestra tarea - para ajustar la órbita para que apuntó a sobre el punto de encuentro con Marte. Visualmente, se puede representar como:

En la orientación precisa nos ayudará órbita sincronización MFD ( Shift - Y , seleccione Marte como una meta por Shift - T ). Nuestra tarea - pulsos a la derecha, izquierda, arriba, abajo, adelante, atrás, para reducir el valor DTmin:

El sentido común dicta que cuando la corrección necesaria para dar impulsos a la derecha. Ocupa una posición de 90 ° a la derecha y mantenga de forma manual (sin modo automático) incluyen refuerzos. Notablemente disminuir DTmin:

La otra acción algoritmo es simple. Cuando DTmin deja de disminuir, alcanzando valores cercanos a cero, cambiar el eje - comprobar si va a reducir el desplazamiento de arriba / abajo o hacia adelante / atrás. Si hemos combinado la órbita en el paso 2 de este probable es que no lo hará. Resultado acción correcta:

Etapa 3 se ha completado. Recuerde guardar.

Paso 4. corrección de trayectoria en el camino a Marte h4> Marte - relativamente fácil planeta. Esto no es Júpiter, que href="http://habrahabr.ru/post/225549/"> en vuelo. Por lo tanto, tenemos varias veces ajustarán nuestra trayectoria, no a pasado volar. El primer paso es una combinación completa del plano de la órbita y la primera corrección de la trayectoria. Si nos fijamos en la órbita de sincronización MFD, se muestra el ángulo del plano de las órbitas casi dos grados. Se necesita ser corregida, ya que el ejército israelí no puede funcionar correctamente en esas condiciones. Por lo tanto, cambiar el modo de MFD izquierda de la combinación del plano orbital. Se "recuerda" tratamiento corporal anterior - la Tierra, por lo que necesitamos para cambiar al Sol ( Shift - R , seleccione el Sol en el menú). Nodo siguiente hacia arriba, hasta que casi cinco megasekund (trae a la mente "La profundidad en el cielo" Vinge, donde el tiempo se mide por tales unidades):

Combine planos orbitales:

Luego disminuye DTmin. Recomendado para cambiar su aceleración / frenado, y en cualquier caso no se mueve hacia arriba / abajo - el plano de las órbitas ya compatibles. Cuando DTmin será cercano a cero, el pequeño desplazamiento es mejor no llevar a cabo en pleno vuelo, y propulsores:

Después precisa DTmin el objetivo es casi cero:

Antes del punto de encuentro, de 9, 5 megasekund. Me propongo hacer el método de corrección de la dicotomía -. Cinco, dos y medio megasekundu

Etapa 4 se considera terminó 1 megasekundu desde el punto de colisión. Recuerde guardar.

Paso 5. La entrada pasillo. H4> ¿Cuál es el "vestíbulo"? Tenemos que ir a Marte, de modo que, por un lado, no chocar contra él, y por otro lado - para no perderse. Nuestro objetivo - periapsis 20 km, por lo que creemos firmemente entramos en la atmósfera y podría reducir la velocidad. Cambie el modo de MFD Orbit izquierda "» ( Shift - O ) y elija como la circulación del cuerpo Marte ( Shift - T , seleccione Marte en el menú). Para desperdiciar tiempo hasta que la gravedad de Marte comienza a notarse (20-30 kilosekund hasta el punto de la reunión):

Apoapsis negativa, tendremos que chocar contra Marte. Apocentro necesita recaudar hasta 20 kilómetros. Para ello, expanda la nariz hasta el planeta Marte aumentará (el botón Z reduce el campo de visión, el botón X - aumenta)
.
Elijo el frenado en el lado diurno. Por la noche, bajo la presión del tiempo puede perder la orientación en el espacio que es potencialmente peligroso.

Periapsis a 20 km. Etapa 5 se ha completado. Asegúrese de guardar!

Paso 6. Inhibición en la atmósfera. H4> montarse a derecha MFD modo de "Surface", o más bien el campo normal de visión, ampliar el barco en la dirección del movimiento y mentalmente prepararnos para la etapa difícil.

Nuestros principales controles son condensador de ajuste, que hemos utilizado para despegar de la tierra, y los frenos de aire (producidas y eliminadas presionando Ctrl - B ). Los adornos de todo el camino hacia arriba y suelte los frenos. Cambie el modo de HUD "superficie" presionando H y préstamos posición con un rollo de 90 °:

Pericentro Alcanzar, gestionar rollo de manera que se mantenga cerca de cero velocidad vertical y continuar frenado:

A una altitud de 1.000 kilometros por debajo apocentro quitar los frenos de aire y empezar a salir de la atmósfera:

Al llegar a apocentro periapsis aumento por encima de 100 km:

Todo lo que tenemos en una órbita estable alrededor de Marte. Asegúrese de guardar.

En teoría, se puede construir un conjunto con el fin de venir a la tierra a la vez con este paso. Pero en primer lugar es difícil, y en segundo lugar requiere un funcionamiento muy rápido con múltiples paralelo MFD pilotar la nave, lo que aumenta las posibilidades de error. Prefiero ir más tiempo, pero de una manera sencilla y segura.
Históricamente utilizado aerotormozhenie máquinas marcianas. Por ejemplo, el dispositivo en desaceleración aerodinámica ahorrado alrededor de la mitad del combustible que se requiere para el frenado normal. Por supuesto, el aparato no sea impedida por tan-húsar, como nosotros. Distancia MRO apoapsis disminuyó gradualmente en varias ocasiones de frenado en la atmósfera superior.

Paso 7. Prepárese para el aterrizaje h4> Nuestro objetivo - base de Olympus, que, como su nombre indica, se encuentra cerca de Monte Olimpo, la montaña más alta de Marte y la segunda más alta del Sistema Solar:

Esta fase se compone de varias partes.

Preparación tarjeta MFD. Abrir tarjeta MFD ( Turno - M ) y elegir nuestro objetivo de base marciano Olympus ( Turno - T , seleccione Spaceports - Olympus)
Preparación MFD Aerobrake. Abra el MFD ( Shift - E ), establecer el propósito de la base de Olympus ( Shift - T , introduzca teclado Olympus)., Cambiar la tarjeta de modo MFD clic PG y PRJ

Preparación de la conexión MFD. Abra el MFD ( Shift - C ). Abra el menú con estas balizas ( Ctlr - I ). Base de Olympus cuenta con tres sitios de aterrizaje (por desgracia, no hay pistas de aterrizaje), el primero de los cuales tiene un faro, velocidad de reloj de 129,70 MHz. Establecemos que la frecuencia de clics en el MFD MFD & lt;, & lt; & lt;, & gt;, & gt; & gt;.

Entonces usted necesita para planificar el desembarco. Nuestra inclinación orbital distinto de cero significa que nuestro camino se moverá sobre la superficie. También ahora la base "Olympus" es en el lado nocturno. Por lo tanto, mientras que en órbita, a la espera de la coincidencia de dos factores - la base de datos en el lado día y nuestra trayectoria pasa cerca de ella. Si es necesario, puede cambiar un poco de inclinación de la órbita. En mi caso tuve que esperar por mucho tiempo, se vuelve diez:

Cuando la base de datos sigue siendo hasta 4-5000 kilómetros maniobra de frenado de modo que la base de datos se mantiene hasta dos mil kilometros undershooting y orientar la nave nariz por delante:

Etapa se completa, asegúrese de guardar!

Paso 7. volando en el aire y aterrizar h4>
 Tarjeta MFD se puede cambiar a centrar en el barco (el botón TRK en el MFD). Nuestros órganos de gestión principal serán de nuevo condensador de ajuste y de aire frenos. Conducir a apoyar la ruta de acceso al área de la base Aerobrake MFD.

Seguimos gestionar activamente.

El problema de la atmósfera marciana es que es demasiado débil. Ella no es capaz de forma rápida y eficiente nos inhibir. Por lo tanto, usted está seguro de volar sobre la base de:

Esto no es nada de qué preocuparse. Debido a la atmósfera que en cualquier caso, no será capaz de dar la vuelta y servofrenos, luna, por lo que tendrán que deshacerse de los restos de la velocidad Sucesivamente. Siga altura - no se deslice en Marte. A su vez, usted puede ayudarse a sí mismo levante motores ( Num 0 para aumentar la tracción, Num B> - reducida.):

Dado vuelta hacia la base hasta que se tiene ~ 50 kilómetros. Al mantener la nave en los motores de elevación de aire continuará acercamiento

Activar el mantenimiento automático de una orientación horizontal ( L ). Cambiar a la MFD aterrizaje ( Shift - L ). Es bueno porque muestra la dirección y la distancia con precisión suficiente.
Motores de frenado son muy débiles. Tratar de atenerse a las normas: la velocidad horizontal en los cientos de metros por segundo no debe ser a distancias de decenas de kilómetros. De lo contrario se corre el riesgo de volar de la base por segunda vez:






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