Frage:
Umgehen Starts LEO?
AlanSE
2013-07-22 22:13:27 UTC
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Wenn Sie eine Nutzlast an GEO (geosynchrone Umlaufbahn) oder eine andere hohe Umlaufbahn senden, können Sie mit dem Start auf LEO (erdnahe Umlaufbahn) beginnen und dann eine Hohmann-Übertragung verwenden, um die Höhe von zu erhöhen die Umlaufbahn. Ich denke, das ist so ziemlich der Standard, wie es gemacht wird. Hohmann-Transfers sind der effizienteste Weg, um die Umlaufbahn zu erhöhen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass der Übergang vom Boden-> LEO-> GEO im Vergleich zu anderen Optionen am effizientesten ist.

Umgehen Starts jemals LEO insgesamt? Könnten Sie für GEO nicht einfach direkt zu GEO starten? In einer Höhe von ungefähr 300 km würden Sie also fast senkrecht fliegen. Wird dies jemals für echte Starts getan oder ernsthaft vorgeschlagen? Wäre es mehr oder weniger effizient?

LEO wird normalerweise verwendet, um sicherzustellen, dass die Startkräfte, die Atmosphäre und andere Kräfte die Mission oder die Technologien nicht beeinträchtigen. Das Problem ist nicht in Delta-V gespeichert. Ich denke, das Problem lässt sich leicht beheben, da während des stressigsten Teils der Mission (Start) ein Fehler aufgetreten ist. Die Erholung von GEO ist weitaus schlechter als die von LEO. Quelle: Eine andere Antwort auf dieser Seite, ich vergesse welche.
Fünf antworten:
#1
+21
user29
2013-07-23 06:26:11 UTC
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Um zu versuchen, diese Frage etwas direkter zu beantworten, gab es Starts, die eine LEO-Parkbahn umgehen. Laut diesem Artikel startete Luna-2 fast direkt in eine Mondinsertionsbahn (obwohl dazwischenliegende Küstensegmente möglicherweise "LEO" waren, per se ).

Bearbeiten: Zarya gibt an, dass Luna-1, Luna-2 und Luna-3 alle direkte Mondtransfers gestartet haben.

Wie andere auch Ich habe jedoch erwähnt, dass es mehrere gute Gründe gibt, in eine LEO-Parkbahn zu starten, und genau das tun die meisten Super-LEO-Missionen.

Wenn Sie keine LEO-Parkbahn verwenden, gefolgt von einer Transferbahn, verwenden Sie normalerweise die "direkte Einfügung" in eine Umlaufbahn oder einen Flug. Der [Atlas V] (http://www.nasa.gov/mission_pages/launch/atlas_V_count_101_prt.htm) kann "direkt in eine interplanetare Flugbahn eingefügt werden". Auch das [Delta IV] (http://www.ulalaunch.com/site/docs/publications/DeltaIVLaunchVehicle%20GrowthOptionstoSupportNASA'sSpaceExplorationVision.pdf) unterstützt das "direkte Einfügen in GEO". Also ja, Sie können und wir haben die Technologie, aber wie andere auf die guten Gründe hingewiesen haben, warum wir es nicht tun.
Ich bin skeptisch, dass Luna-1 bis 3 nie durch LEO gegangen sind. http://www.silverbirdastronautics.com/LaunchMethodology.pdf "Tatsächlich fliegen viele Trägerraketen nur eine Flugbahn mit direktem Aufstieg, selbst zu einer hohen oder nicht kreisförmigen Umlaufbahn. Eine Beobachtung dieser Flugbahnen findet jedoch fast immer den Start Fahrzeug in einer Höhe von einigen hundert Kilometern, das fast horizontal durch die lokale Kreisbahngeschwindigkeit beschleunigt. "
#2
+17
PearsonArtPhoto
2013-07-22 22:36:30 UTC
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Die übliche Methode zum Betreten der GEO-Umlaufbahn besteht darin, in einer sogenannten geosynchronen Transferbahn (GTO) zu starten, die einen Höhepunkt in GEO-Höhe und ein Perigäum von einigen hundert Kilometern aufweist. Tatsächlich fügen alle GEO-Missionen ihre Nutzlasten in einen GTO ein (und nicht in eine LEO-Parkbahn, wie das OP vorschlägt). Es hat keinen Vorteil, zuerst in LEO anzuhalten, da der einzige Unterschied darin besteht, dass die GTO-Umlaufbahn beim Ausbrennen von Raketen eine viel höhere Geschwindigkeit aufweist (diese zusätzliche Geschwindigkeit wird am Apogäum in Energie des Gravitationspotentials umgewandelt).

Die Booster-Oberstufe ist in erdnahen Höhen von der Nutzlast getrennt, und die Satelliten rollen bis zum Höhepunkt, wo sie mithilfe des Bordantriebs die GTO-Umlaufbahn in GEO zirkulieren, typischerweise über mehrere Umlaufbahnen. Sehen Sie sich das Falcon 9-Benutzerhandbuch auf Seite 27 an, um zu erfahren, wie eine Mission für GTO aussieht. Die Hauptgründe für die Verwendung dieses Betriebskonzepts sind die Vorteile der Bereitstellung der Raketenmasse der oberen Stufe.

Ein direkter Start zu GEO ist praktisch unmöglich - vorausgesetzt, dies würde als die Rakete definiert, die für die Trennung von a verantwortlich ist Nutzlast in GEO. Das einzig mögliche Mittel wäre, der Rakete eine obere Stufe hinzuzufügen, die dieselbe Funktion erfüllt wie der Satellitenantrieb für die Zirkularisierung von GTO zu GEO. Da es sich jedoch um eine Abfolge von Ereignissen handelt, handelt es sich um eine Unterscheidung ohne Unterschied, bei der Sie das Satellitenantriebssystem gerade als Teil der Rakete umbenannt haben. Die GEO-Umlaufbahnen liegen bei ~ 42.000 km, wobei die LEO-Höhe ~ 1.000 km beträgt. Sie müssen sich nur auf den Weg zu GTO machen, da es Stunden dauert, bis Sie dort ankommen (mit etwas, das aus der Ferne verfügbar ist, wie derzeit verfügbare Raketentechnologien).

Es ist erwähnenswert, dass technisch gesehen die meisten Raketen für einen bestimmten Zeitpunkt in LEO eindringen, obwohl sie normalerweise nicht sehr lange dort bleiben. Ich glaube, die meisten Falcon 9-Missionen zu GTO befinden sich beispielsweise in einer sehr niedrigen "LEO" -Umlaufbahn in der Größenordnung von 20 Minuten zwischen den Verbrennungen der ersten Stufe.

Ich kann mir keine Mission vorstellen, die kürzlich in LEO nicht in irgendeiner Weise inszeniert wurde.
@Erik - vielleicht frühe russische Luna-Direktaufnahmen?
@DeerHunter vielleicht - ich bin mit diesem Programm nicht wirklich vertraut. Nicht wirklich neu, obwohl es möglicherweise kommerzielle Satellitenprogramme gibt, die nicht in LEO ausgestrahlt werden.
Sicher, direkt zu GEO ist möglich, bitte korrigieren Sie dies - es ist einfach verrückt in Bezug auf Treibmittel usw.
Daher das Schwierige. Ich könnte es bei Bedarf klarer formulieren.
Sie könnten direkt zu GEO gehen, aber trotzdem auf der Bühne stehen - das wäre also nicht verrückt.
@Erik: In Bezug auf die Inszenierung haben Sie Recht. Jemand sollte das Konzept hinter bestimmten Flugbahnen, Inszenierungen und einigen grundlegenden Orbitalmechaniken erklären. Das macht hier sehr viel Sinn. Ansonsten ist diese Antwort ^ etwas sinnlos.
@ernestopheles stimmte zu. Ich muss glauben, dass der Hauptvorteil einer Pause bei LEO darin besteht, eine Pause einzulegen. Geben Sie der Bodenkontrolle die Möglichkeit, Anomalien und dergleichen zu untersuchen.
OK dann. Ich mag es nicht, die Orbitalmechanik zu erklären. Also jemand, bitte?
@Erik: Es ist nicht das Beste, aber es hilft und verwendet echte Physik. Schauen Sie sich dieses Video unter http://youtu.be/ErVTkjwfaUM?t=5m39s an
Lustiges Video. Ich habe bei der NASA Aufstiegsflugdesign gemacht und wir haben unsere eigenen Aufstiegsanalyse-Tools codiert. Sie können jetzt erstaunliche Sachen kostenlos bekommen. STK ist der Standard (http://www.agi.com/products/stk/modules/default.aspx/id/stk-free), aber es gibt andere (http://orsa.sourceforge.net/screenshots.html) . Viele exportieren großartige Grafiken, die hier von Nutzen wären.
@PearsonArtPhoto, dass das Kerbal-Spiel zu viel Spaß macht - vielleicht hast du mich ein paar Muscheln gekostet! Ich spiele Eve Online und wünschte mir immer, es hätte eine echte Orbitalmechanik - obwohl das wahrscheinlich alle vom Spiel verdrängen würde ...
@Erik: Du wirst mich ohne Zweifel entweder lieben oder hassen, weil ich dich in dieses Spiel eingeführt habe, nicht sicher, welches, aber ...
Es wird berichtet, dass @Erik NRO-Starts auf Atlas V direkt an GSO gehen.
Der manuelle Hyperlink von Falcon 9 ist defekt
#3
+11
aramis
2013-07-23 02:12:49 UTC
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Der Grund, warum man normalerweise nicht zu GEO startet, ist der Kraftstoffbedarf.

Eine Brahman-Transferbahn ist normalerweise die Methode mit der niedrigsten Energie, um eine bestimmte andere Bahn als LEO zu erreichen. Durch Boosting auf LEO und anschließende Verwendung einer Brahman-Transferbahn wird Kraftstoff und damit Startmasse gespart. Und da sich das Orbitalmanöver in der Regel in oberen Stufen befindet, werden durch das Reduzieren der Masse der oberen Stufe die Startkosten gesenkt.

Es wurden Nicht-LEO-Starts durchgeführt. Meistens handelte es sich um Flugbahnen außerhalb der Erdumlaufbahn.

Es ist erwähnenswert, dass selbst bei den Mondaufnahmen im Allgemeinen ein Staging-Punkt für die Erdumlaufbahn verwendet wurde. Dies ermöglicht Systemprüfungen vor dem Boosten für den Mond. Vier der Ranger-Sonden versagten im Parkorbit vor der Mondverstärkung.

Satelliten, die auf GEO zusteuern, betreten selten LEO, sondern eine geosynchrone Transferbahn, die eine hocheliptische Umlaufbahn ist. Im Wesentlichen handelt es sich um eine Hohman-Transferbahn von LEO zu GEO, aber der Satellit betritt tatsächlich nie LEO-Bahnen.
@PearsonArtPhoto _Technisch_ befindet sich der Satellit in LEO, bis die GTO-Einfügung brennt. Zugegeben, diese Verbrennung tritt oft schon vor einer vollen Umlaufzeit auf.
Normalerweise läuft das Brennen immer noch, wenn es sich nach meiner Erfahrung in "LEO" befindet. Wenn der Motor mindestens ein paar Minuten lang nicht ausgeschaltet ist, würde ich nicht sagen, dass er sich in dieser Umlaufbahn befindet ...
@PearsonArtPhoto Nun, unter der Annahme, dass die GTO-Einfügungsverbrennung in der ersten Periode auf dem absteigenden Knoten zentriert wird, gibt es eine Periode des freien Flugs, und bis diese Verbrennung durchgeführt wird, befindet sich der Satellit in LEO.
@user29 Das Perigäum dieses "LEO" befindet sich möglicherweise unter der Erdoberfläche, was den Namen "Orbit" etwas ungewöhnlich macht.
#4
+5
Ross Millikan
2013-07-23 07:58:09 UTC
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Sie können nicht direkt zum geostationären Orbit (GEO) starten, da Sie das Perigäum nicht hoch genug bekommen können, ohne in geosynchroner Höhe zu brennen. Das Proton hat dies getan, allerdings mit einer LEO-Parkbahn (Low Earth Orbit) auf dem Weg. Die Ariane 5 startet normalerweise direkt in den Geostationary Transfer Orbit (GTO) - 250 km Perigäum und (nahezu) synchroner Apogäum. Etwa 27 Minuten nach dem Start ist die gesamte Aktivität beendet.

Ich dachte, einige NRO-Starts auf Atlas V gehen direkt mit dem Einfügen von GSO einher?
#5
+3
DrSheldon
2019-07-26 00:57:04 UTC
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Indiens Chandrayaan-2 wurde in eine erste Erdumlaufbahn mit einem Perigäum von 170 km und einem Apogäum von 40.400 km gestartet. Ob Sie es als LEO zählen, hängt von Ihrer Definition von LEO ab. Einige würden es zählen, weil das Perigäum die Höhen für LEO schneidet. Andere würden es wegen seines hohen Apogäums und seiner hohen Exzentrizität nicht zählen.

Wie in dieser Antwort und dieser Antwort beschrieben, macht es langsam seinen Weg zum Mond. Sein Motor ist nicht leistungsstark genug, um eine einzelne TLI-Verbrennung durchzuführen. Stattdessen nutzt er den Oberth-Effekt, indem er jedes Mal, wenn er das Perigäum erreicht, eine Verbrennung durchführt und jedes Mal einen höheren Apogäum erreicht. Es wird irgendwann zum Mond gelangen.



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