Delta V para llegar al Punto 1 de Lagrange Sol-Tierra?

Para cualquiera de estas posiciones iniciales, GEO, GTO, EM-L2 o EM-L4/5, ¿cuál requeriría la menor delta-V para llegar a Sol-Tierra L1? ¿Cuánto delta-V requeriría?

¿Ayudaría este cuadro a identificar qué delta-V es más probable que se ajuste a los requisitos establecidos?

Gráfico Delta-V

Respuestas (1)

L 1 es una órbita circular similar, y según esta fuente , la Tierra-Sol L 1 es 1,5 millones de km de la Tierra. Entre órbitas circulares, la transferencia más barata es la transferencia de Hohman .

De acuerdo con la página Wiki , el requerido Δ v para las órbitas de transferencia de Hohman es

Δ v = m r 1 ( 2 r 2 r 1 + r 2 1 ) + m r 2 ( 1 2 r 1 r 1 + r 2 )

Dónde m es el "parámetro gravitacional" ( GRAMO METRO , la masa del cuerpo central multiplicada por la constante gravitatoria ), y r 1 , r 2 son los radios.

Aunque esta fórmula podría simplificarse significativamente usando eso ahora r 1 r 2 , sustituyendo los valores ( METRO = 2 10 30 k gramo , r 1 = 1.5 10 11 metro , r 2 = 1.515 10 11 metro , GRAMO = 6.67 10 11 norte metro 2 k gramo 2 ), podemos obtener el requerido Δ v , cual es 148 metro s . Esto se suma a la velocidad de escape de la Tierra ( 11.2 k metro s ) o de LEO ( 3.4 k metro s ).

1) En un sistema de 2 cuerpos, pasar de una órbita heliocéntrica de 1 UA a una de 1,01 UA tarda unos 0,14 km/s. 2) No sumarías los 5,65 km/s inexactos a la velocidad necesaria para escapar de la Tierra. Órbita hiperbólica de velocidad = sqrt ( Vescape ^ 2 + Vinf ^ 2 ) 3) La ecuación de Hohmann de 2 cuerpos no es apropiada para un escenario de 3 cuerpos.
@peterh Revisé tu trabajo . Tu denominador 2.515e11 es incorrecto. 1.5e11+1.515e11=3.015e11
@HopDavid ¡Muchas gracias! Mejoré la respuesta. Perdón por el estado de ánimo explosivo, tus arreglos fueron muy útiles.
Se solicitó una limpieza de comentarios y recorté lo que me pareció razonable. Por lo que puedo ver, la principal preocupación de @HopDavid no se abordó. Aplicar aquí la ecuación de transferencia de Hohmann ignora que la Tierra existe, y no se puede simplemente agregar el costo de maniobrar en la órbita del Sol junto con el costo de escape de la Tierra. La primera quema del traslado se combina con la fuga en una sola quema, a menor costo. Puede calcular este costo a partir de la ecuación hiperbólica proporcionada.
@Hohmannfan Ok, gracias. Sin embargo, el resultado final será una sonda más o menos estática a unos 1,5 millones de kilómetros de distancia. La energía potencial requerida para eso es prácticamente la misma que en el infinito. La gran mayoría de los requeridos Δ v se gastará para alcanzar esta velocidad de casi escape, independientemente de si se trata de una salida en superficie o LEO. Así, aunque la ecuación hiperbólica podría obtener un mejor resultado, la diferencia será insignificante, como puedo ver.
Las L están aproximadamente al mismo Δ v la distancia como vía de escape es una regla general muy útil. Por supuesto, esa podría ser una respuesta en sí misma, pero al mencionar las órbitas de transferencia asumí que estaba tratando de obtener una estimación de la diferencia. Suponiendo que las cónicas parcheadas sean suficientes para manejar este problema (no lo es), aún obtendrá la mitad de su transferencia Hohmann gratis
@Hohmannfan Al principio pensé que el resultado sería mucho mayor, no solo unos 140 m/s. Es por eso que desenterré la fórmula de Hohman. Veo otro problema más: hacer la primera ráfaga de la transferencia de Hohman daría como resultado una órbita muy similar a la de la Tierra (alrededor del Sol). Además, la sonda debe dispararse hacia atrás, para entrar en una órbita más baja, con una velocidad cercana al escape. ¿Cómo se comportará entonces en el sistema Sol-Tierra? No estoy seguro, inicialmente será más lento que la Tierra, al estar en una órbita elíptica, pero luego será más rápido.
@HopDavid Tenga en cuenta la recompensa.