Legfontosabb Tudomány És Technika Mi a Hohmann Transfer? A Hohmann-transzfer kiszámítása a pályákra

Mi a Hohmann Transfer? A Hohmann-transzfer kiszámítása a pályákra

A Horoszkópod Holnapra

Az űrhajókat és műholdakat gyakran használják az égitestek keringésére, legyen az a Hold, egy távoli bolygó vagy maga a Föld. De nem minden pálya egyforma. A kis magasságú pályákhoz más sebesség és energiafogyasztás szükséges, mint a nagy magasságban. Miután egy tárgy egy meghatározott magasságban kering, a tehetetlenségi törvények nagyon megkönnyítik a pálya fenntartását. De a pálya magasságának megváltoztatása meglehetősen bonyolult. Szerencsére a modern fizikusoknak van egy módszerük ilyesmi megvalósítására: a Hohmann-transzfer.



Ugrás a szakaszra


Chris Hadfield űrkutatást tanít Chris Hadfield űrkutatást tanít

A Nemzetközi Űrállomás volt parancsnoka megtanítja az űrkutatás tudományára és a jövőre.



Tudj meg többet

Mi a Hohmann Transfer?

A Hohmann transzfer olyan rakéták kilövési rendszere, amelyet a fizikusok használnak egy űrhajó áthelyezésére egy másik pálya magasságába. A Hohmann-transzfer működésének megértéséhez fontos megérteni az orbitális mechanika tágabb elvét.

Az orbitális mechanika a matematika olyan kifejezése, amellyel az űrhajó megváltoztatja a pályáját. A pályán lévő tárgyaknál minél közelebb vannak a keringő tárgyhoz, annál gyorsabban fogják megkerülni azt. Ez vonatkozik minden más objektumra, amely egy másik körül kering:

  • Föld kering a nap körül
  • A Föld körül keringő hold
  • Bolygó körül keringő űrhajó

Az orbitális mechanikában a gyorsítás és a lassítás fogalma összetett és ellentmondásos. A pályán az, ha a motorjaival előre lő, előre visz egy magasabb pályára, ami valójában azt jelenti, hogy lelassul, mert a magasabb pályán lévő tárgyak lassabban mozognak. A gyorsabb haladáshoz lassulnia kell, és alacsonyabb pályára kell esnie.



Minél távolabb van a Földtől, annál kevésbé nagyítja ezt a hatást. Ha elég messzire kerülsz a Földtől, az orbitális mechanika relatív hatása olyan alacsony, hogy navigálni tudsz, mintha az űrhajódat a mély űrben üzemeltetnéd.

hány uncia egy 750 milliliteres palackban

Hogyan működik a Hohmann transzfer?

A Hohmann-transzfer a leggyakrabban használt módszer az űrhajó alacsonyabb pályáról egy magasabbra mozgatására.

Az 1920-as években Walter Hohmann német mérnök a tudományos-fantasztikus ihletettség alapján kiszámította a leghatékonyabb módot a magasabb pályára lépéshez.



  • A Hohmann-transzfer úgy működik, hogy az alsó pálya egy bizonyos pontján egyszer elsüt a rakétamotor. Ez a lövés energiát ad a pályára, és az űrhajót a Földtől távolabb tereli, körpályájáról ovális alakú pályára változtatva.
  • Azon új ovális pálya azon pontján, ahol az űrhajó a legtávolabb van a Földtől, a legénység ismét lőni kezdi a rakéta motorjait, és az ovális pálya visszakanyarodik - ez a Földtől távolabb van, mint az utolsó.

A Hohmann transzfer az energiahatékonyabb pályaátvitel iparági szabványa, és függetlenül attól, hogy milyen messzire utazik az űrbe. Ha egy pályán lévő űrhajó elég hosszú ideig lő a motorral, akkor ez elég gyorsan megy ahhoz, hogy elrepüljön a mélyűrbe, elkerülve a bolygó gravitációját. Ez a menekülési sebességnek nevezett sebesség egyszerűen a 2 négyzetgyöke, vagyis 41% -kal gyorsabb, mint a pálya sebessége.

Chris Hadfield tanítja az űrkutatást Dr. Jane Goodall a természetvédelmet tanítja Neil deGrasse Tyson tudományos gondolkodást és kommunikációt tanít Matthew Walker a jobb alvás tudományát

Hogyan vonatkozik a Hohmann transzfer a Nemzetközi Űrállomásra?

A Hohmann transzfert a Nemzetközi Űrállomás (ISS) legénysége használja. Az ISS körüli apró légrétegek miatt az állomás olyannyira visszahúzódik a Föld felé, ahogy kering. Annak elkerülése érdekében, hogy a Föld felé haladjon tovább, az ISS vagy a Mission Control fedélzetén tartózkodó személyzetnek oly gyakran kell lőnie a motorjaival, hogy magasabb pályára állítsa.

Hogyan alkalmazzák a Hohmann transzfert a bolygóközi utazásokra?

Tegyük fel, hogy űrhajót próbál küldeni a Földről a Marsra, és ezt a lehető leghatékonyabban szeretné megtenni. Ennek megvalósításához a tudósok kihasználják azt a tényt, hogy az űrhajó az már a pályán van mielőtt elindulna. Hogy igaz ez? Ennek oka az, hogy az űrhajó a Földön ül, és a Föld a Nap körül kering.

hogyan lehet kevésbé sós levest burgonya nélkül

A Mars a Nap körül is kering, de sokkal nagyobb távolságban (vagy a nap feletti magasságban). A tudósok a földi és marsi pályák segítségével állapítják meg az úgynevezett perihéliumot és apheliont.

  • A perihélion (a naphoz legközelebb eső megközelítés) a Föld pályájának távolságára lesz
  • Az afélia (a legtávolabb a naptól) a Mars pályájának távolságára lesz

A tudósok terveznek egy pályát a rakétára, amely magában foglalja mindkét a perihélion és az afélió. Más szavakkal, a rakéta a Nap egyetlen pályáján egybeesik a Föld pályájával útjának kezdetén, és egybeesik a Mars pályájával útja végén. Ezt Hohmann Transfer pályának hívják. A rakéta nappályájának azt a részét, amely a Földről a Marsra viszi, annak pályájának nevezzük.

Tudjon meg többet az űrkutatásról Chris Hadfield volt űrhajós MasterClass-ában.

Mesterkurzus

Javasolt neked

Online órák, amelyeket a világ legnagyobb elméi tartanak. Bővítse ismereteit ezekben a kategóriákban.

Chris Hadfield

Tanítja az űrkutatást

További információ Dr. Jane Goodall

Tanítja a természetvédelmet

További információ Neil deGrasse Tyson

Tudományos gondolkodást és kommunikációt oktat

A képregény és a képregény közötti különbség
Tudjon meg többet Matthew Walker

Tanítja a jobb alvás tudományát

Tudj meg többet

Kalória Számológép