Diseño de la trayectoria de retorno desde la órbita polar lunar a la atmósfera terrestre

Dado un ángulo de trayectoria de vuelo, altitud y velocidad en el reingreso a la atmósfera terrestre, ¿cómo hago para diseñar la trayectoria de regreso desde una órbita polar a 17 km de altitud sobre la superficie lunar para interceptar con la Tierra con los requisitos antes mencionados?

'Fundamentos de astrodinámica' desaconseja el uso de cónicas de parche... ¿Hay alguna otra forma?

Según este documento, las cónicas parcheadas se utilizaron para las misiones Voyager y Galileo como punto de partida para la simulación numérica. Es decir: resuelva su trayectoria utilizando cónicas parcheadas, tome esa solución en una simulación completa de N-cuerpos y realice pequeñas correcciones hasta que sea aceptable para sus propósitos.

Respuestas (1)

'Fundamentos de astrodinámica' desaconseja el uso de cónicas de parche...

Si bien también lo desaconsejaría que confíe en las cónicas parcheadas, ¡ciertamente lo alentaría a que intente usar cónicas parcheadas como un ejercicio educativo muy útil!

Las cónicas parcheadas son una metodología basada en órbitas keplerianas. ¡Recuerde que en este caso la Tierra y la Luna se mueven en órbitas elípticas keplerianas alrededor de un centro de masa común que está a casi 5000 kilómetros del centro de la Tierra!

Si cree que puede ignorar la rotación del sistema Tierra-Luna alrededor del Sol durante unos días, entonces puede probar este método como una primera aproximación, pero elija sus cónicas con cuidado y asegúrese de que cuando cambie entre una órbita lunar y una órbita terrestre en la que obtienes el movimiento relativo correcto.

¿Hay alguna otra manera?

¡Sí, ciertamente los hay!

Una estrategia que sugeriría sería usar algún solucionador cónico parcheado para generar una órbita inicial y la maniobra impulsiva, luego tratar de trasladar eso a una simulación numérica en el sistema Tierra-Luna.

No es fácil, se necesita algo de pensamiento 3D y matemáticas para traducirlo al sistema Tierra-Luna, pero luego puedes ver qué tan lejos está la solución de las cónicas parcheadas en el mundo real. Luego, al ajustar la órbita inicial y la quema impulsiva, puede converger en una solución numérica real.

Una vez que eso funcione, puede agregar el movimiento del sistema Tierra-Luna alrededor del sol y ver una vez más qué tan lejos está, y ajustar aún más para recuperar su reingreso atmosférico.