Низкоэнергетическая передача или низкоэнергетическая траектория — это маршрут в космосе , который позволяет космическому кораблю менять орбиту, используя значительно меньше топлива, чем традиционные передачи. [1] [2] Эти маршруты работают в системе Земля – Луна , а также в других системах, например, между спутниками Юпитера . Недостаток таких траекторий заключается в том, что они занимают больше времени, чем переходы с более высокой энергией (больше топлива), такие как переходные орбиты Гомана .
Переносы с низкой энергией также известны как траектории границы слабой стабильности и включают траектории баллистического захвата .
Низкоэнергетические перевозки осуществляются в космосе по особым путям, иногда называемым Межпланетной транспортной сетью . Следование этим путям позволяет преодолевать большие расстояния с небольшим изменением скорости или дельты-v .
Миссии, в которых использовались передачи с низким энергопотреблением, включают:
Текущие миссии, в которых используются передачи с низким энергопотреблением, включают:
Предлагаемые миссии с использованием низкоэнергетических передач включают:
Низкоэнергетические перевозки на Луну были впервые продемонстрированы в 1991 году японским космическим кораблем «Хитен» , который был спроектирован так, чтобы пролетать мимо Луны, но не выходить на орбиту. Субспутник Хагоромо был запущен Хитеном во время своего первого пролета и, возможно, успешно вышел на лунную орбиту, но у него произошел сбой связи.
Эдвард Белбруно и Джеймс Миллер из Лаборатории реактивного движения услышали о неудаче и помогли спасти миссию, разработав баллистическую траекторию захвата, которая позволила бы основному зонду «Хитен» выйти на лунную орбиту. Траектория, которую они разработали для Хитена, использовала теорию слабой границы стабильности и требовала лишь небольшого возмущения эллиптической орбиты поворота, достаточно малого, чтобы его могли достичь двигатели космического корабля. [1] Этот курс приведет к выводу зонда на временную лунную орбиту с использованием нулевой дельты-v , но для перевода Хомана потребуется пять месяцев вместо обычных трех дней. [8]
При переходе от низкой околоземной орбиты к лунной орбите экономия по дельта-v приближается к 25% при сжигании, применяемом после выхода с низкой околоземной орбиты, по сравнению с ретроградным сжиганием, применяемым возле Луны при традиционной транслунной инъекции , и позволяет удвоить полезную нагрузку. . [9]
Роберт Фаркуар описал 9-дневный путь от низкой околоземной орбиты до захвата Луны со скоростью 3,5 км/с. [10] Маршруты Бельбруно с низкой околоземной орбиты требуют скорости 3,1 км/с для транслунной инъекции, экономия дельта- v не превышает 0,4 км/с. Однако последний вариант не требует большого изменения дельта- v после ухода с низкой околоземной орбиты, что может иметь эксплуатационные преимущества при использовании верхней ступени с ограниченной возможностью перезапуска или продолжительности пребывания на орбите, что потребует от космического корабля отдельной главной двигательной установки для захватывать. [11]
При сближении с марсианскими спутниками экономия составит 12% для Фобоса и 20% для Деймоса. Свидание является целевым, поскольку стабильные псевдоорбиты марсианских спутников не проводят много времени в пределах 10 км от поверхности. [12]
