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Preguntas sobre la órbita de transferencia de Hohmann

Tengo un par de preguntas sobre las órbitas de transferencia.

Según tengo entendido, la órbita de un objeto, por ejemplo un satélite, está básicamente ligada a su velocidad relativa al objeto, el planeta, que está orbitando.

La premisa básica es que tienes el satélite en una órbita circular de radio X, yendo a una velocidad v. Ahora, si el satélite se desacelera, reduce su velocidad.

Como la nueva velocidad no es suficiente para mantener su órbita original, el satélite "caerá" hacia el planeta. Ahora bien, aunque el satélite estuviera (digamos) originalmente a la velocidad adecuada para la nueva órbita inferior debido a la deceleración, en el momento en que realmente llega a la nueva órbita, su velocidad probablemente ha cambiado, debido al vector de aceleración diferente del planeta, el vector que causa la caída real. Incluso si la velocidad fuera la correcta, su vector real sería erróneo, ya no sería tangencial al planeta, sino más inclinado. Esto haría que el satélite cayera a través de la órbita inferior y siguiera acelerando hacia el planeta. Mínimamente no estaría en la órbita estable deseada.

Por eso es necesaria una segunda aceleración/desaceleración para corregir la velocidad del satélite y quizás su vector una vez que alcanza la nueva órbita.

Por supuesto, todo lo contrario se aplica si se intenta llegar a una órbita más alta.

Mi pregunta es durante la deceleración inicial, ¿se aplica simplemente en sentido opuesto al vector de velocidad orbital actual? Y cuando el satélite llega a la nueva órbita, ¿en qué dirección se realiza la aceleración/desaceleración correctiva? ¿Es la diferencia entre la dirección tangencial deseada y la dirección actual, o simplemente se aplica en dirección opuesta al vector actual?

Entiendo que el objetivo de las órbitas de transferencia de Hohmann es utilizar el menor cambio de velocidad (y, por tanto, de combustible) posible, pero ¿puede una transferencia orbital ser más rápida o más lenta si se está dispuesto a quemar más combustible para afectar al cambio de velocidad? ¿Un satélite más lento "caerá más rápido" que uno más rápido? Intuitivamente eso tiene sentido para mí, pero al mismo tiempo está el concepto de que no importa lo rápido que sea el proyectil, llega al suelo al mismo tiempo, sólo que viaja más lejos. Así que no estoy seguro.

Por otro lado, si aplicas más empuje y estás intentando elevarte a una órbita más alta, eso parece directamente relacionado con la cantidad de empuje que estás dispuesto a utilizar.

¿Funcionan así las órbitas de transferencia? Existen las matemáticas y las fórmulas para calcular el delta v necesario en ambos extremos de la transferencia, pero sólo intento visualizar el proceso.

Por último, si se dispusiera de combustible ilimitado y el tiempo fuera más importante, ¿se tomaría la molestia de seguir este proceso en lugar de algo más parecido a "apuntar y disparar, girar y quemar"?

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sconklin Puntos 431

Mi pregunta es durante la desaceleración inicial, es que s opuesta al vector de velocidad orbital actual? [ ] llega a la nueva órbita, ¿en qué dirección se aplica la la aceleración/desaceleración? ¿Es la diferencia de la dirección tangencial deseada y la dirección actual? o simplemente opuesta a su vector actual?

Las dos direcciones son iguales. Los impulsos se realizan en el apoapsis y la periapsis de la órbita de transferencia, donde la velocidad también es tangencial a las órbitas circulares (la mayor en la apoapsis y la menor en la periapsis).

Entiendo que el punto de la transferencia de Hohmann el menor cambio de velocidad (y por tanto de combustible) posible, pero ¿puede un transferencia orbital ser más rápido o más lento si usted está dispuesto a quemar más combustible para afectar el cambio de velocidad? [snip] Por último, si tuvieras combustible ilimitado, y el tiempo fuera más una consideración, ¿te molestarías siquiera en este proceso frente a algo más "apunta apuntar y disparar, girar y quemar"?

Si tiene suficiente delta-v y empuje, puedes simplemente "apuntar y quemar". Estarás haciendo un órbita de transferencia hiperbólica que, en el límite de velocidades muy grandes, tenderá a una línea recta ( $e \to \infty$ ).

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