¿Cuál es el delta-v requerido para llegar a Titán (luna de Saturno)?

Del "mapa del metro" de Ulysse Carion , el delta-V requerido es aproximadamente:

• 9400 m/s para llegar desde la superficie de la Tierra a la órbita terrestre baja;
• 3210 m/s + 4500 m/s para interceptar a Saturno;
• 3060 m/s para interceptar Titán;
• 660 m/s para entrar en órbita alrededor de Titán (a 1000 km de altitud para permanecer fuera de la envoltura atmosférica extremadamente profunda de Titán).

Por lo tanto, desde la Tierra, necesita un total de alrededor de 20.830 m/s.

Tenga en cuenta que todos estos valores son aproximados. Los valores exactos dependerán de las trayectorias exactas tomadas en las fechas exactas, e incluso con el diseño del cohete (especialmente para la fase de ascenso de la Tierra). El mapa del metro puede decirle si el diseño de una misión es generalmente factible, pero eso es todo.

El mapa del metro tampoco muestra oportunidades para la inteligencia. El navegador de trayectorias de la NASA muestra que existe una oportunidad de lanzamiento en 2030 que requiere la asistencia de la gravedad de Júpiter para realizar la parte de la misión de LEO a Saturno utilizando 6410 m/s en lugar de 7710 m/s, para un total de 19 530 m/s. s. El delta-v necesario en el sobrevuelo de Júpiter es muy pequeño.

El mapa Delta-v es lo suficientemente bueno para las trayectorias de transición directa.

Si está interesado en cómo funcionan las misiones espaciales reales a Titán (o al menos los diseños reales), la imagen será algo diferente.

Primera diferencia: cuando dejamos la órbita de la Tierra, no necesitamos quemar tanto los cohetes. Podemos tomar prestada la mayor parte del delta-v restante con ayuda de la gravedad . La Tierra y Venus son los donantes de velocidad más adecuados aquí, principalmente porque sus configuraciones orbitales permiten el lanzamiento casi todos los años. Júpiter también se puede usar para la asistencia de gravedad final, pero las oportunidades son raras y ocurren alrededor de un par de años en un período de dos décadas. Al llegar a Saturno, también se puede tomar prestada parte de la inserción delta-v, esta vez de los satélites de Saturno, principalmente Titán. La nave espacial Cassini hizo exactamente eso.

Segundo punto, específico para Titán: es la única luna con atmósfera. Debido a esto, Titán es la única luna donde el aterrizaje suave requiere delta-v menos efectivo que la inserción en órbita. Trere es actualmente un proyecto en fase de implementación: el helicóptero Dragonfly , cuyo lanzamiento está previsto para 2026. Aquí hay un archivo .pdf con el diseño de la trayectoria de Dragonfly.

Para orbitar alrededor de Titán, la atmósfera también permite el aerofrenado para reducir la apoapsis, también cierta economía de delta-v efectivo. En 2010 se realizó un estudio para la Misión del Sistema Titán-Saturno (TSSM) . En este documento se pueden encontrar algunos detalles sobre la trayectoria y delta-v para TSSM . Puede ver que la nave espacial combina la asistencia de la gravedad con la propulsión eléctrica solar (SEP) mediante propulsores de iones. El delta-v total es de aproximadamente 2370 m/s para propulsión química (tabla 11 en la página 14) y 3330 m/s para propulsión eléctrica (tabla 12 en la página 15). También el aerofrenado en la atmósfera de Titán que se muestra en las páginas 11-12.