¿Cuál es el mejor vector de aproximación para la captura orbital de un cuerpo del sistema solar exterior?

Por lo general, veo el tramo de aproximación antes de una trayectoria de inyección orbital alrededor de un cuerpo que se encuentra fuera de la órbita de la Tierra dibujada como alcanzando (moviéndose en la misma dirección/velocidad general que el vector orbital del cuerpo) y acercándose al lado lejano del planeta/luna/ etc. ¿Alguna vez tiene sentido acercarse al cuerpo desde el lado más cercano, delante de él, y aun así terminar en órbita alrededor del cuerpo? ¿Se puede lograr tal trayectoria sin arruinar por completo su presupuesto delta-v? Si es factible y factible, ¿ha adoptado alguna sonda este vector de aproximación?

Respuestas (1)

En el marco de referencia del Sol, es el cuerpo exterior del sistema solar (Marte, Júpiter, etc.) el que alcanza al vehículo de la Tierra, no al revés. La energía del vehículo desde la Tierra es más baja que la del cuerpo de destino, por lo que ese cuerpo gira alrededor del Sol más rápido que el vehículo.

En el marco de referencia del cuerpo de destino, la velocidad de aproximación del vehículo es un vector fijado por la trayectoria desde la Tierra y define un plano, llamado plano B, a través del cuerpo que es perpendicular a ese vector de velocidad de aproximación. El vehículo puede elegir cualquier punto en el plano B para apuntar, lo que determinará la distancia de aproximación más cercana al cuerpo y un ángulo de reloj en algún lugar alrededor del cuerpo. Hacer una quemadura de inserción de órbita en el punto de aproximación más cercano dará como resultado una órbita que es prograda, retrógrada, polar en un sentido u otro, o en algún punto intermedio dependiendo del ángulo del reloj, como desee. Aunque la órbita está limitada a una inclinación no menor que la declinación del vector de aproximación. Entonces no puedes entrar en una órbita ecuatorial con una maniobra.

¿Alguna diferencia significativa en el presupuesto delta-v para progrado, retrógrado o polar, o están todos en el mismo rango?
No hay diferencia en Δ V para el ángulo de reloj del punto objetivo. La única diferencia para la maniobra única es el periapsis o apoapsis resultante dada la distancia de aproximación más cercana.