Космочайник

Насколько я помню, если спутник чуть-чуть притормозить в апогее, то обратно в апогей он вернётся (парадоксально) чуть раньше. Если там его снова разогнать, то он окажется на своей старой орбите смещённым чуть вперёд.
Торможением в апогее мы как раз понижаем орбиту. Точнее, понижаем перигей, оставляя апогей на месте. У получившейся орбиты период обращения меньше чем у исходной, поэтому действительно мы совершим круг и вернемся в исходную точку быстрее. Если, вернувшись в апогей, мы наберем ранее потерянную скорость назад, то действительно восстановим орбиту как было, но за счет одного укороченного витка окажемся на ней впереди относительно того положения, которое занимали бы без этого маневра. Именно так спутники и расставляются по орбите.
Можно ли "догнать" одним спутником другой, не понижая его орбиту? Если можно, то как?
Нельзя. На орбите скорость и высота связаны друг с другом. Меняя одно, меняем другое. Но можно, временно понизив орбиту, догнать спутник, а потом восстановить орбиту назад, как выше описано.
 
Реклама
Так, если речь идет о круговых орбитах.

Потому, что более высокая орбита требует больше энергии, несмотря на меньшую круговую скорость.

Ок, тут поподробнее. При локальном увеличении скорости орбита перестает быть круговой, она становится эллиптической. Эллиптическая орбита отличается от круговой тем, что скорость на ней не постоянна. Оно и понятно, есть закон сохранения энергии: набираем высоту - теряем скорость, и наоборот. После выдачи разгонного импульса противоположная точка орбиты поднимается, МКС оказывается в новообразовавшемся перигее и начинает карабкаться вверх к апогею, при этом теряя скорость. Докарабкавшись до апогея, она будет иметь скорость ниже первой космической для своей текущей высоты. Оно опять же и понятно: пройдя апогей, МКС начнет снова терять высоту, так что локально скорости ей не хватает для того, чтобы оставаться на нужной высоте. Поэтому, долетев до апогея, МКС нужно увеличить скорость еще раз, доведя скорость до первой космической для текущей высоты. Такое двухимпульсное поднятие орбиты называется гомановской траекторией, в честь всем известного ученого - пионера той самой небесной механики.
То есть первый импульс можно рассматривать как просто подъём тела над поверхностью с увеличением потенциальной энергии (mgh).
Так, как если бы кто-то смог взять рукой и поднять МКС на пару километров выше.
Но она ползёт в эту точку по параболе и в верхней точке начнёт падать вниз, если её не подтолкнуть.
Так?
 
Последнее редактирование:
Нельзя. На орбите скорость и высота связаны друг с другом. Меняя одно, меняем другое. Но можно, временно понизив орбиту, догнать спутник, а потом восстановить орбиту назад, как выше описано.
То есть цепочки старлинков расходятся на разные по высоте орбиты по мере удаления друг от друга?
 
То есть первый импульс можно рассматривать как просто подъём тела над поверхностью с увеличением потенциальной энергии (mgh).
Так, как если бы кто-то смог взять рукой и поднять МКС на пару километров выше.
Я бы не рассматривал, такая аналогия будет сбивать с толку. Если просто поднять МКС на пару км выше, сохранив имевшуюся у нее скорость, то, как Вы верно писали ранее, ее скорость будет больше первой космической для новой высоты, и после того, как эта воображаемая рука отпустит МКС, та начнет подниматься еще выше. Для того, чтобы рукой переместить МКС на круговую орбиту повыше, придется ее приподнять и немного притормозить, что делает аналогию слишком заумной на мой вкус.
Но она ползёт в эту точку по параболе и в верхней точке начнёт падать вниз, если её не подтолкнуть.
Так?
По эллипсу. Для того, чтобы ползти по параболе, нужно разогнаться до второй космической, что в нашем случае явный перебор. Да и нет у параболы верхней точки, есть только нижняя. Но, если не заниматься буквоедством, то примерно так. Только держите в голове, что эллипс - замкнутая кривая, на нем все циклично. Долетев до верхней точки, МКС начинает падать вниз, разгоняясь при этом. Долетев до нижней, снова переходит в набор, теряя набранную скорость. И так по кругу. Пока еще раз не подтолкнем, да.

Для того, чтобы лучше представить ситуацию с переходными орбитами между разными высотами и соответствующими скоростями, посмотрите, например, на картинку (что первое в гугле попалось)
maxresdefault.jpg

Зеленая и красная орбита - круговые с разными высотами. Фиолетовая - эллипс, касающийся в нижней точке одной орбиты, а в верхней - другой. По зеленой орбите спутники летают со скоростью v1, по красной с v2, причем раз красная орбита выше, то v2<v1. Что касается фиолетовой орбиты, то у нее скорость переменная. В нижних точках выше, в высоких ниже. Обратите внимание, что в точке пересечения фиолетовой и зеленой орбиты фиолетовая уходит выше. Здесь скорость движения по эллипсу больше v1. В другой точке пересечения ситуация обратная - по фиолетовой орбите мы уходим ниже красной, так что здесь скорость фиолетовой меньше v2. Отсюда необходимость двух разгонных импульсов: для перехода с зеленой орбиты на фиолетовую нам нужно добавить скорости. Пока мы долетим до высоты красной орбиты, скорость упадет ниже v2, поэтому понадобится еще один разгон для перехода на красную орбиту, иначе так и будем болтаться по эллипсу между двумя этими орбитами.
 
То есть цепочки старлинков расходятся на разные по высоте орбиты по мере удаления друг от друга?
Скорее наоборот, их сначала разводят на разные высоты, а уже потом они сами собой удаляются друг от друга. Давайте упрощенный пример. Вы вывели на круговую орбиту нужной высоты два спутника (А и Б) одной ракетой. Теперь вам нужно развести эти спутники так, чтобы они занимали на этой орбите диаметрально противоположные точки. Пусть у рабочей орбиты период обращения ровно 90 минут. Вы немного сбрасываете скорость спутнику Б, тем самым делая его орбиту эллипсом, апогей которого находится на рабочей высоте, а перигей немного ниже. Делаете вы это с таким расчетом, чтобы период обращения у этой орбиты стал, скажем, 89 минут. Потом ждете, ничего не делая. Ясно, что к моменту, когда спутник Б сделает полные 45 витков по своему эллипсу и в очередной раз окажется в апогее (то есть на рабочей высоте), спутник А сделает ровно 44.5 витка и в этот момент будет находиться на противоположной стороне орбиты. Тут спутник Б поддает газу, возвращая себе исходную скорость и восстанавливая орбиту до круговой. Получаем ровно что хотели.
 
То есть цепочки старлинков расходятся на разные по высоте орбиты по мере удаления друг от друга?
Наоборот - они сразу оказываются на разных орбитах и потому расходятся.
Т.е. так как проложены упругими элементами - то приобретают разную скорость при снятии крепления
 
Лунный космический корабль Орион и корабль для полетов к МКС Старлайнер очень разные? Почему бы не довольствоваться одним?
 
Лунный космический корабль Орион и корабль для полетов к МКС Старлайнер очень разные? Почему бы не довольствоваться одним?
Бюджет сам себя не освоит....
Орион чуток больше по размеру.
 
Лунный космический корабль Орион и корабль для полетов к МКС Старлайнер очень разные? Почему бы не довольствоваться одним?
 
Да. Это как-то прошло мимо меня. Действительно, для полётов к МКС нужно гораздо меньше топлива.
 
Реклама
Назад