¿Cambian otros parámetros orbitales en la maniobra impulsiva de alineación del plano?

Trabajo en una pequeña aplicación para aplicar maniobras impulsivas en una órbita. Quiero alinear dos órbitas en el mismo plano.

Después de la ejecución de la función, la órbita original tiene la misma inclinación y longitud del nodo ascendente de la órbita objetivo, pero la excentricidad, el argumento del perigeo y la altitud del perigeo han cambiado y no puedo explicarlo...

Tal vez sea normal pero me cuesta explicarlo.

La maniobra se ejecuta donde el plano original cruza el plano objetivo.

Si la longitud del nodo emisor de ambas órbitas es la misma, el resultado es perfecto.

Probé el enfoque vectorial y analítico, pero en ambos casos, otros parámetros orbitales cambian de todos modos.

Este es mi ejemplo:

órbita inicial:

  • Radio del perigeo = 6700 km
  • Excentricidad = 0,3
  • Inclinación = 40°
  • Longitud del nodo ascendente = 20°
  • Argumento del perigeo = 10°

órbita objetivo:

  • Radio del perigeo = 6700 km
  • Excentricidad = 0,3
  • Inclinación = 45°
  • Longitud del nodo ascendente = 35°
  • Argumento del perigeo = 10°

Después de la maniobra de alineación, la órbita original se convierte en:

  • Radio del perigeo = 5027 km
  • Excentricidad = 0,47
  • Inclinación = 45°
  • Longitud del nodo ascendente = 35°
  • Argumento del perigeo = 4,27°
  • Delta V: 1585,35 m/s

Gracias por su ayuda :)

¿Podría explicar cómo está diseñando esta maniobra? ¿Estás haciendo una transferencia Lambert? La órbita original no debe cambiar y se debe alcanzar la órbita objetivo. En cambio, parece que estás en una órbita totalmente diferente.
Hola @ChrisR No es una transferencia de Lambert. Esta alineación del plano es el primer paso para estar cerca de la nave espacial objetivo. Los próximos pasos serán la alineación absidal y la fase. El ejemplo que he dado es solo para pruebas unitarias en la aplicación.
si tu nodo ascendente coincide como en tu caso, estás haciendo el impulso en el momento correcto. Ese es un buen comienzo. Su vector de impulso normal al plano de la órbita prevista también es correcto, porque la inclinación coincide después de la maniobra. Pero su impulso en el plano de la órbita prevista es golpeado. ahí busca tu error. Tenga en cuenta que casi nunca puede hacer coincidir el plano, el nodo ascendente y el perigeo en una maniobra, las órbitas solo cruzarían planos, no se encontrarían en la misma ubicación tridimensional donde realiza su quemado. necesita 2 quemaduras, por lo general.
Gracias @CuteKItty_pleaseStopBArking sí, entiendo que no podemos cambiar el plano orbital y el perigeo al mismo tiempo (excepto en maniobra combinada). Pero no entiendo por qué otros parámetros cambian solo cuando la longitud del nodo ascendente es diferente entre mis dos órbitas. Tenía la esperanza de que haya una regla que diga "si una maniobra cambia la longitud del nodo ascendente, cambiará la forma de la órbita" ^^

Respuestas (2)

Como mencionó CuteKitty_pleaseStopBArking, en esta situación, su órbita original y su órbita objetivo no comparten ningún punto en común.

Gráfico de GeoGebra: Comparando las dos órbitas
Gráfico de Geogebra de las dos órbitas
La órbita original está en rojo, la órbita objetivo en verde. La dirección de referencia es el eje x positivo, en rojo.

Por lo general, este será el caso de cualquier par de órbitas alrededor del mismo cuerpo cuyos parámetros keplerianos difieran solo por la longitud del nodo ascendente, a menos que se cumpla al menos uno de los siguientes:

  • Las órbitas son circulares.
  • La inclinación de las órbitas es de 0° o 180° (aunque, por convención, las órbitas ecuatoriales suelen tener la misma longitud que el nodo ascendente)

Dado que ninguno de los anteriores es el caso utilizando los parámetros que proporcionó, en esta situación cualquier quemado único posible en la órbita original que coloca a la nave espacial en el plano de su órbita objetivo (definida por la inclinación orbital y la longitud del nodo ascendente ) dará como resultado una órbita que tiene otros parámetros orbitales diferentes a los de su órbita objetivo.

Muchas gracias, tu explicación es muy clara. Su herramienta para gráficos 3D es realmente útil.

Si lo único que verifica es que la Longitud del Nodo Ascendente es correcta, entonces solo garantiza que su nueva órbita se encuentra en el plano correcto y pasa por el punto donde realiza la maniobra. Pero hay infinitas órbitas en ese plano que pasan por ese punto, y puedes terminar en cualquiera de ellas.

Si desea que la maniobra conserve la forma de la órbita (es decir, el radio del perigeo y la excentricidad), necesita restricciones adicionales: que tanto el componente radial de la velocidad como la magnitud del componente transversal no cambien. Tenga en cuenta que incluso entonces, el argumento del perigeo cambiará, a menos que el punto donde realice la maniobra se encuentre en el plano ecuatorial: el ángulo entre el punto de maniobra y el perigeo permanecerá igual, pero debido al cambio de inclinación, el ángulo entre el punto de maniobra y el nodo ascendente cambiará.

Si haces lo más barato (en términos de Δ v ) maniobra de impulso que lo coloca en el plano orbital correcto, luego, por consideraciones geométricas, conserva el componente radial de la velocidad, pero disminuye el componente transversal, por lo que cambia la forma de la órbita.

¡Gracias, tu respuesta complementa perfectamente la respuesta anterior!
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