比 Hohmann 轨道更加省燃料的方法
emptymalei opened this issue · comments
前几天刚发的，我在 arxiv 上看到了，查了下，似乎这个是得到 NASA 的人认可的，所以论文应该没问题。
方法是这样的：
从地球发射到不到火星轨道那么远的地方 x_c，然后从 x_c 加一个 maneuver，从 x_c 到达火星，并且好好的调控这个 maneuver 是的到达火星之后的剩余能量正好能够形成围绕火星的轨道。
论文在此：http://arxiv.org/abs/1410.8856
论文里面 x_c 是距离火星 >10^6km 这样量级的地方。
他们计算的情况里面相比 Hohmann 省燃料最多的情况可以达到 25%.
缺点是需要很长的时间。这样的话，如果我们运送大宗货物，不紧急的话，这个轨道似乎更加好用。
补充：
可以引入其他的推进技术，例如离子推进器（最快39天去火星）等。
新技术可能不需要我们考虑省燃料的问题，例如 VASIMR 如果有足够好的太空能源的话，可以径直飞到火星。
应该和这个说的是同一个东西吧？
http://en.wikipedia.org/wiki/Low-energy_transfer
......轨道力学没有系统深入学过，搞不懂原理是什么......
@ProtossProbe 基本原型就是这个！也是这两个作者中的一个人提出的。但是之前的做了去月球的研究，也应用了。他们现在重新做了火星的研究。具体哪里不同我不知道哎。
在 Universe Today 上找到了报道，下面的评论讲得比较易懂可以看一看。http://www.universetoday.com/117615/making-the-trip-to-mars-cheaper-and-easier-the-case-for-ballistic-capture/
大概讲的是，转移轨道并不直接与火星轨道相切，而是稍稍远离火星轨道，然后等火星绕过来之后就能以很小的ΔV刚刚进入火星轨道。
不过好像有人指出，这只是对于入轨火星来说能够省ΔV，实际上进入的是一个椭圆轨道，真正要减速降落在火星表面上的话不知道省的ΔV能有多少？
@ProtossProbe 那个不就是我一开始说的么，到达一个 x_c 点这个 x_c 要比火星近。
不过按照论文，并不是等火星绕过来之后如何，而是直接取了 x_c 与火星之间的弹道轨道，直接打过去，这个部分省了燃料，因为不需要在 x_c 减到绕火。而是只是改变了轨道半长轴，冲到火星上（在火星轨道参考系），由于 x_c 到火星那点这个轨道椭圆形，能量比火星的轨道稍大，这部分剩余能量正好可以用来形成围绕火星的轨道。（跟你说的一样，只是换了个参考系。）
对于那个省了 25% 燃料的方案，最后形成绕火星轨道的近火点在 22000km。感觉一但绕火了，下一步所需的 Delta V 可能不大了。
大不了重新设计轨道，是的近火点足够近，这样可以用上空气减速的步骤。
突然觉得，如果是离子发动机可能会很好用，因为可以一直加速，然后到了点之后加一个常规火箭来减速，进入这个轨道。不知道这个算不算一个好处？
可能里面有些细节，例如用来 L 点，引力减速之类的，具体的没看。
我现在觉得我们有必要做一张火星的有效势图。这样以后可以判断不同的轨道的能量差别。
@emptymalei 网上应该有啊，是全部折合成ΔV，不过这种图一般不怎么常用，估计还是得现算。
http://en.wikipedia.org/wiki/Delta-v#mediaviewer/File:Delta-Vs_for_inner_Solar_System.svg
以后的研究方向就是轨道设计了_(:з」∠)_
赞赞赞
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