stringtranslate.com

Далекая ретроградная орбита

Дальняя ретроградная орбита (DRO), как ее обычно понимают, представляет собой орбиту космического корабля вокруг луны, которая отличается высокой стабильностью из-за ее взаимодействия с двумя точками Лагранжа ( L 1 и L 2 ) системы планета-луна.

В более общем плане объект незначительной массы может находиться в DRO вокруг меньшего тела любой двухтельной системы, например, планеты–Солнца или экзопланеты–звезды.

Используя пример космического корабля в DRO вокруг луны, корабль будет вращаться по орбите в направлении, противоположном направлению, в котором луна вращается вокруг планеты. Орбита является «далекой» в том смысле, что она проходит над точками Лагранжа, а не находится вблизи луны. Рассматривая все более и более далекие орбиты, синодический период (период между двумя моментами, когда корабль проходит между планетой и луной) становится длиннее и приближается к периоду обращения луны вокруг планеты. Сидерический период (время, необходимое для возвращения корабля в заданное созвездие, если смотреть с луны) может тогда стать намного длиннее орбитального периода луны. Гипотетический пример с Европой имеет сидерический период примерно в восемь раз больше орбитального периода Европы. [1]

Исследования DRO ведутся уже несколько десятилетий. В апреле 2022 года орбитальный аппарат CNSA Chang'e 5 [2] стал первым, кто вышел на орбиту, за ним последовал космический аппарат NASA Orion во время миссии Artemis 1 , которая вышла в ноябре 2022 года. [3] Еще два космических аппарата CNSA, DRO A и B, попытались выйти в 2024 году, но остались на более низких орбитах из-за отказа верхней ступени YZ-1S . [4]

Описание

Устойчивость DRO определяется в математических терминах как очень высокая устойчивость по Ляпунову , где равновесная орбита « локально устойчива, если все решения, которые начинаются вблизи точки, остаются вблизи этой точки в течение всего времени». [1]

Список объектов на дальней ретроградной орбите

Орбитальный аппарат «Чанъэ-5»

Космический корабль «Чанъэ-5» с орбитальным аппаратом внизу

После сброса образцов для возвращения на Землю китайский орбитальный аппарат Chang'e 5 (CE-5) впервые переместился в точку Лагранжа 1 (L1) системы Солнце-Земля в марте 2021 года для солнечных наблюдений. [5] В январе 2022 года CE-5 покинул точку L1 и перешел на лунную дальнюю ретроградную орбиту (DRO), чтобы провести испытания интерферометрии со сверхдлинной базой в рамках подготовки к следующему этапу китайской программы исследования Луны . [5] [6] Согласно The Space Review (TSR), этот маневр был описан в правительственных и академических документах Китая. [2] В феврале 2022 года несколько любительских спутниковых трекеров наблюдали, как CE-5 вошел в DRO, что сделало его первым космическим аппаратом в истории, использовавшим эту орбиту. [5]

Космический корабль Орион

Космический корабль «Орион» перед прибытием на Луну, где он позже попадет в DRO

16 ноября 2022 года космическая пусковая установка была запущена с комплекса 39B в рамках миссии Artemis 1, доставившей Orion на Луну. [7] [8] 25 ноября она вошла в DRO и вышла на орбиту Луны. [9] [10]

УДО А/Б

Верхняя ступень Yuanzheng 1S не смогла доставить эти два космических аппарата CAS (не в рамках CLEP ) на правильную орбиту. Спутники были предназначены для тестирования дальней ретроградной орбиты. [11] Данные слежения, по-видимому, показывают, что Китай пытается спасти космические аппараты, и им, по-видимому, удалось достичь желаемой орбиты. [12] [13]

Предложены космические концепции использования DRO

Орбитальный аппарат ледяных лун Юпитера

Далекая ретроградная орбита была одной из предложенных орбит вокруг Европы для орбитального аппарата Jupiter Icy Moons Orbiter — в основном из-за его прогнозируемой стабильности и характеристик передачи низкой энергии — но эта концепция миссии была отменена в 2005 году. [1]

Миссия по перенаправлению астероидов (ARM)

Для предлагаемой миссии по перенаправлению астероидов рассматривалась возможность использования дальней ретроградной орбиты. Хотя миссия в конечном итоге была отменена, исследования, проведенные с учетом DRO, привели к использованию орбиты для Artemis 1. [ 14]

Лунные врата НАСА

Два системных требования к NASA Lunar Gateway , опубликованные в базовом документе DSG-RQMT-001 [15], опубликованном в июне 2019 года, упоминают использование лунных DRO. Требование L2-GW-0029, Single Orbit Transfer, гласит: «Gateway должен быть способен выполнить одиночный переход туда и обратно на дальнюю ретроградную орбиту (DRO) и обратно в течение 11 месяцев». Требование L2-GW-0026, Propulsion System Capability, гласит: «Gateway должен обеспечивать топливную емкость, которая поддерживала бы выполнение как минимум двух беспилотных низкоэнергетических цислунарных орбитальных переходов туда и обратно между почти прямолинейной гало-орбитой (NRHO) и дальней ретроградной орбитой (DRO) и поддержание орбиты в течение 15 лет между дозаправками». Хотя выбранная орбита для Gateway была подтверждена как NRHO [16] вместо DRO.

Орбиты DRO в фантастике

В романе Дэниела Суареса 2019 года «Дельта-v» 560-тонный пилотируемый корабль для добычи астероидов «Константин» строится в лунной установке DRO на высоте примерно 40 000 км (25 000 миль) над Луной. [17]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Джонсон, Кирстин (18 декабря 2014 г.). «Понимание миссии NASA по перенаправлению астероидов: дальние ретроградные орбиты». Архивировано из оригинала 11 января 2015 г. Получено 3 мая 2015 г.
  2. ^ ab Burke, Kristin (11 апреля 2022 г.). «The Space Review: Что делает Китай на дальней ретроградной орбите Луны?». The Space Review . Архивировано из оригинала 2022-04-12 . Получено 2022-04-12 .
  3. ^ Фауст, Джефф (25 ноября 2022 г.). «Орион выходит на далекую ретроградную лунную орбиту». SpaceNews .
  4. ^ Джонс, Эндрю (28 марта 2024 г.). «Китай, похоже, пытается спасти пострадавший космический корабль из лунного лимба». SpaceNews . Получено 2 июля 2024 г.
  5. ^ abc Джонс, Эндрю (15 февраля 2022 г.). «Китайский космический корабль тестирует новую орбиту вокруг Луны». Космические новости .
  6. ^ "Чанъэ-5: китайская миссия по возвращению образцов с Луны". Планетарный .
  7. ↑ Запуск Artemis I на Луну (официальная трансляция NASA) - 16 ноября 2022 г. NASA . 16 ноября 2022 г. Архивировано из оригинала 29 ноября 2022 г. Получено 2 декабря 2022 г. – через YouTube .
  8. ^ NASA (8 ноября 2022 г.). «NASA готовит ракету, космический корабль перед тропическим штормом Николь, перенацеливает запуск» . Получено 8 ноября 2022 г.
  9. ↑ NASA (27 ноября 2015 г.). «Подноготная и подноготная первого запуска NASA SLS и Orion». Архивировано из оригинала 22 февраля 2020 г. Получено 3 мая 2016 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  10. ^ Foust, Jeff (2022-11-25). "Orion входит на далекую ретроградную лунную орбиту". SpaceNews . Получено 2022-11-29 .
  11. ^ Джонс, Эндрю (2024-03-14). "Неожиданная китайская лунная миссия пострадала от аномалии запуска". SpaceNews . Получено 2024-03-14 .
  12. ^ Джонс, Эндрю (2024-08-20). «Китайский космический корабль, похоже, достиг лунной орбиты, несмотря на неудачу запуска». SpaceNews . Получено 2024-08-20 .
  13. ^ Джонс, Эндрю (28.03.2024). «Китай, похоже, пытается спасти пострадавший космический корабль из лунного лимба». SpaceNews . Получено 29.03.2024 .
  14. ^ NASA [@NASA] (19 ноября 2022 г.). "@JVendl @NASA_Orion Сначала мы изучали DRO для поддержки предлагаемой миссии по перенаправлению астероидов (ARM), которая шла параллельно ранним разработкам SLS и Orion. План ARM состоял в том, чтобы захватить околоземный астероид и перенаправить его на лунный DRO. (1/4)" ( Твит ) . Получено 2 декабря 2022 г. – через Twitter .
  15. ^ NASA (2019). "DSG-RQMT-001 – Gateway Program System Requirements Document (SRD)" (PDF) . NASA Technical Reports Server . стр. 25. Архивировано (PDF) из оригинала 11 апреля 2020 г. . Получено 11 апреля 2020 г. .
  16. ^ Заид, Кристина (16.05.2022). «Уникальная гало-орбита — это наименее пройденный путь вокруг Луны». NASA . Получено 29.11.2022 .
  17. ^ Суарес, Дэниел (2019). Delta-v . Нью-Йорк: Penguin Random House. С. 189–198. ISBN 978-1524742416.