¿Cómo se encuentran las naves espaciales en órbita?

Usan mecánica orbital, nunca luchen contra ellos. En primer lugar, seamos claros acerca de las direcciones en el espacio:

El vector X del marco RIC (radial, in-track, cross-track) se llama radial ya que apunta a lo largo de la posición radial del objeto con respecto al cuerpo central. El vector Y se llama en la pista y apunta, para órbitas circulares, a lo largo de la dirección de la velocidad orbital. El vector Z es una órbita normal.

El primer método de aproximación es la barra en V que se basa en cambiar la altitud relativa. Esencialmente, uno de los S/C va más bajo/más alto que el otro y, por lo tanto, tiene un período ligeramente diferente al del otro. Esto provoca un movimiento relativo entre los dos. A menudo hacen "saltos" usando esta técnica. Así que cambia un poco la altitud, deslízate más cerca, regresa a la misma altitud, mantén la posición durante un tiempo para asegurarte de que todo esté bien y luego sigue saltando. Lea acerca de la técnica de aproximación ATV para obtener más información al respecto.

A veces también hacen una cita R-bar. En este caso, la nave espacial secundaria se acerca a la primaria a lo largo de la dirección radial local (dirección X en el marco RIC), pero esto requiere muchos encendidos del motor en la dirección radial en lugar de solo varias maniobras de cambio de altitud (y velocidad orbital de la secundaria).

Pero ambas técnicas se han utilizado muchas veces y, en general, se entienden bien.

Aquí hay una forma bastante abstracta de ver cómo se puede hacer: considere dos naves bastante juntas, en órbitas similares pero no idénticas.

Hay un vector que va desde la posición actual del barco A al barco B. Si empujas a lo largo de ese vector, los barcos tenderán a acercarse.

Hay otro vector que representa la diferencia de velocidades entre las dos naves. Si empuja a lo largo de ese vector, puede reducir la diferencia de velocidades, es decir, hacer que las dos naves estén más estacionarias entre sí.

Debería quedar claro que si esos dos vectores no son directamente opuestos, hay algún vector entre esos dos, que si empujas, cerrará el rango y reducirá la velocidad relativa. Si calcula y usa repetidamente esos vectores, eventualmente puede obtener tanto el rango como la velocidad relativa arbitrariamente cerca de cero, en cuyo punto está acoplado.

Rendezvous se puede dividir en 4 fases principales:

1) Fases: para acercarse a la órbita objetivo

2) Aproximación inicial: adquirir una órbita estable con respecto al objetivo (distancia en el orden de magnitud de$10^3$)

3) Aproximación final: acercarse al objetivo (distancia en el orden de magnitud de$10^2$)

4) Traslación final: para finalizar el contacto (distancia en el orden de magnitud de$10^1$)

Por lo general, cada fase comienza con una$\Delta v$: por lo tanto, el sistema de propulsión se enciende (maniobras impulsivas) para cambiar la velocidad (en magnitud y/o dirección) de la nave espacial.