A partir de una revisión anterior a esta respuesta:
Esta no es una respuesta completa. Necesito dormir un poco antes de empezar en un largo viaje a las 3 de la mañana.
Empecé en que unidad de tiempo de seis meses, pero luego nunca he completado la respuesta. Esta pregunta recientemente reapareció brevemente en la primera página. Es así que pasado el tiempo para hacer mi respuesta completa.
¿Cuáles son porkchop parcelas?
Cuando el objetivo es enviar una nave espacial de la Tierra a otro planeta, no es suficiente para alcanzar el objetivo órbita del planeta. El vehículo tiene que cumplir con el destino del planeta en sí. La cantidad de energía necesaria para lograr esto varía ampliamente dependiendo de las fechas de salida y llegada. Un porkchop trama es una gráfica de interplanetario de la misión de la herramienta de planificación que se muestra como un gráfico de contorno de la energía como una función de la fecha de salida y la fecha de llegada. La energía que necesita el vehículo de lanzamiento es clave en la determinación de la viabilidad de tal misión. Un plan de misión que requiere más energía que un vehículo de lanzamiento podría proporcionar no es factible. Además de la viabilidad, un porkchop parcela sida en la planificación de la clave de operaciones de la misión y en la planificación óptima de la trayectoria entre los dos planetas. La trama se muestra en la pregunta y se replica a continuación muestran el lanzamiento de la energía. No se muestra el cambio en la energía necesaria a la llegada. Otros porkchop parcelas de mostrar esto como un segundo conjunto de líneas de contorno.
El post original pregunta a tres preguntas clave:
- ¿Por qué hay una brecha en porkchop parcelas?
- Por qué no utilizar una óptima transferencia de Hohmann?
- ¿Por qué hay dos locales de energía mínimos?
Antes de contestar a la anterior, es de gran ayuda para explicar cómo un porkchop trama se construye.
¿Cómo se porkchop parcelas construidas?
Como una misión de la herramienta de planificación, un porkchop de la parcela hace que ciertos supuestos simplificadores con respecto a alcanzar el objetivo planeta. Más tarde, análisis más detallados de la dirección de los supuestos simplificadores. La clave de la simplificación de los supuestos utilizados en la fabricación de un porkchop de la parcela son los parcheado cónica aproximación y impulsivo maniobras.
Estos supuestos reducir el problema a uno de encontrar Keplerian órbitas alrededor del Sol que tomar la nave desde la vecindad de la Tierra a las inmediaciones de la meta del planeta en la cantidad necesaria de tiempo. Encontrar este tipo de transferencia de órbitas es el tema de Lambert problema. Un número de la transferencia de las órbitas podrían existir. Voy a indicar el ángulo subtendido por el punto de partida, el Sol, y el punto de llegada como $\theta$,$\cos \theta = \frac{\vec r_1 \cdot \vec r_2} {r_1 r_2}$. El principal valor de este ángulo será de entre 0° y 180°, ambos inclusive. Por ahora voy a ignorar los casos donde $\theta$ es de 0° o 180°. Esto significa que la transferencia es un plano bien definido y que el número de soluciones es finito.
Lambert problema no tiene soluciones de forma cerrada; una serie de técnicas iterativas se han desarrollado para encontrar soluciones. Una solución, "el camino corto" o el "Tipo 1" transferencias, tiene el cambio en la verdadera anomalía igual a $\theta$ como se describió anteriormente. Otra solución, el "largo camino", o "Tipo 2" transferencias, tiene el cambio en la verdadera anomalía igual a 360°-$\theta$. Otras soluciones pueden existir. Por ejemplo, una forma de transferencia de la Tierra a Marte en 2.5 años es hacer más de una órbita completa durante la transferencia. Porkchop parcelas normalmente sólo se muestran el Tipo 1 y Tipo 2 soluciones, y normalmente sólo se muestran en la mayoría de los una de estas dos soluciones para un determinado par de fechas de salida y llegada. Si una de las dos soluciones es cercana a la óptima, la solución que inevitablemente habrá de seguir un retrógrado ruta de acceso y por lo tanto va a implicar grandes gastos de energía. No hay ninguna razón para mostrar estas muy sub-óptimas soluciones.
¿Por qué hay una brecha en porkchop parcelas?
La trama puede ser limpiado aún más mediante la eliminación de los casos donde la mejor de las dos soluciones implica un enorme gasto energético. Enormes gastos de energía son, obviamente, va a resultar cuando el tiempo de traslado es muy corto o muy largo. Una no tan obvias lugar donde esto sucede es cuando el ángulo subtendido entre la línea de la Tierra y el Sol a la salida y el destino del planeta y el Sol a la hora de llegada es de casi 180°. Que la Tierra y el destino del planeta tienen ligeramente diferentes planos orbitales, significa que la transferencia de plano será casi ortogonales en el planetario de los planos orbitales, cuando la transferencia de ángulo está cerca pero no es igual a 180°. Esto hace que el enfoque de tener una maniobra en la salida y una maniobra a la hora de llegada extremadamente costosa para las transferencias que se encuentran cerca de 180°. La eliminación de los muy caros transferencias de vista es lo que crea la brecha en el porkchop de la parcela.
Este excesivo costo de cerca de 180° transferencias es, en cierta medida, un artefacto del enfoque utilizado para crear un porkchop de la parcela. La adición de una tercera maniobra permite el uso de mucho menor en el plano de las maniobras en el inicio y el final, con un pequeño cambio del plano en algún lugar a lo largo de la ruta. Hay un problema, sin embargo. Esta mediados de curso de avión tendría que cambiar necesariamente significa que el empuje de la nave en sí. Esto es indeseable. Tspacecraft sí proporciona muy poca de la energía con los dos grabar enfoque. La energía para la Tierra de la salida proviene de los vehículos de lanzamiento, y en el caso de Marte, la mayoría de la energía de Marte llegada viene de aerobraking. Es mejor a veces que de plano cambio en las maniobras de salida y de llegada, así como para mantener el empuje necesario por la nave espacial a un mínimo.
Por qué no utilizar una óptima transferencia de Hohmann?
Una óptima transferencia de Hohmann no existe. Hohmann las transferencias están en el plano de las maniobras que la transferencia de una órbita circular a otro que comparten un mismo plano orbital. Las órbitas de los planetas son ligeramente inclinado con respecto a la otra y son elípticas, en lugar de circular. La generalización del concepto de transferencia de Hohmann para que de un giro de 180° de transferencia, en la mayoría de los casos que 180° de transferencia no existe. Cuando lo hace, que las órbitas no son coplanares y que las órbitas no son circulares significa que este de 180° de transferencia no es la más óptima.
¿Por qué hay dos locales de energía mínimos?
No hay sólo dos locales de energía mínimos. Hay una contables infinito número de mínimos locales. Un porkchop parcela sólo muestra los primeros dos. Las otras soluciones incluso más tiempo que las de Tipo 1 y Tipo 2 transferencias y son más sensibles a los errores.
