Entrega de carga de la ISS a Tiangong

Bien, antes que nada, supongamos que las dos estaciones espaciales están alineadas correctamente. ¿Con qué frecuencia ocurre esto? La clave es que cada satélite se desplazará hacia el oeste cada día, debido a lo que se conoce como precesión nodal . Wikipedia nos da una fórmula aproximada:

• $\omega_{p} = -\frac{3}{2}\frac{R_E^2}{(a(1-e^2))^2} J_2 \omega \cos i$

Eso le da a cada uno de ellos un valor de precesión de (Usando los valores de Heaven's Above):

• ISS - 4.98248196853
• Tiangong-1 - 6.05226344588

Por lo tanto, las diferencias relativas son 1,06978147735 grados. Por lo tanto, puede usar la solución mínima una vez cada 336 días.

Bien, entonces se alinean correctamente, ¿ahora qué haces? No tengo acceso a un simulador, así que voy a dividir esto en dos partes, el cambio de inclinación y la elevación de la órbita. En realidad, estos se harían junto con un resultado mejorado, pero debería darte una idea.

Bueno, supongamos que el cambio de excentricidad ocurre en la órbita de la ISS, ya que los cambios de excentricidad son más efectivos en órbitas más altas. Además, supongamos una transferencia de máxima eficiencia. Empecemos por el más duro de los dos, el cambio de inclinación . Voy a usar la fórmula simplificada para órbitas circulares, ya que la órbita es casi así. Por lo tanto, es:

$\Delta{v_i}= {2v\, \sin \left(\frac{\Delta{i}}{2} \right)}$

Dado eso, el delta v es 1.084 km/s. Asimismo, podemos calcular el delta V para subir o bajar la órbita de forma adecuada. La forma rápida es asumir el doble del cambio en la velocidad orbital (una vez para aumentar el apogeo, una vez para aumentar el perigeo). Usando esta calculadora , encuentro que la velocidad de la ISS es 7662.5112 m/s, y Tiangong es 7694.277. Por lo tanto, se requiere un cambio en la velocidad de solo unos 70 m/s para elevar la órbita de esta manera.

La conclusión es que el principal requisito para elevar la órbita es el cambio de inclinación. Estoy seguro de que un delta v de 1,2 km/s sería suficiente para hacer el cambio, si lo hicieras en el momento adecuado de la órbita. Esto es menor que el delta v para llegar a la Luna, por lo que hay muchos cohetes que pueden gestionar el cambio.

Entonces, el impulso total requerido para mover el objeto hipotético de 10 kg entre estaciones es de 12 kN*s. La hidracina, un combustible muy común para propósitos en órbita, tiene un ISP de aproximadamente 220. Quitando la masa del combustible y el motor, la hidracina requerida para realizar tal maniobra es de solo 5 kg. Prácticamente cualquier motor de nave espacial de tamaño razonable tiene tanta capacidad de maniobra.

Sin embargo, también existe la complejidad añadida de hacerlo exactamente bien, como se requiere en una cita. La mejor apuesta sería algo como la cápsula Dragon, modificada para asegurarse de que tuviera suficiente combustible. Cualquiera de las naves espaciales que se utilizan actualmente para el reabastecimiento de la ISS podría hacerlo, posiblemente con ligeras modificaciones para aumentar la carga de combustible. Además, con suficiente combustible, las misiones Space Shuttle, Soyuz y Apollo han demostrado tal capacidad, aunque las dos primeras probablemente requieran más combustible de lo que normalmente se necesita para una misión tripulada, podrían modificarse para tener más combustible y funcionar sin tripulación. para que ocurra.