¿Podemos reducir significativamente la velocidad de entrada con este método solo con frenos de aire para viajes interplanetarios?

Por ejemplo, ¿puede una nave espacial rebasar a Marte en una honda gravitatoria inversa mezclada con un poco de aire, dirigiendo para mantener la nave espacial fuera de la órbita y luego aterrizar en Marte con una velocidad terrestre cercana a 0 durante la entrada? Sin giros bruscos, solo iría lo suficientemente lento como para detenerse en el borde de la gravedad del planeta y comenzar a caer hacia el planeta. La imagen no es un modelo perfecto de cómo podría funcionar esto. El espacio después de cada pasada le daría tiempo al escudo térmico para que se enfríe.

https://www.newscientist.com/article/dn10288-inflatable-cushions-to-act-as-spacecraft-heat-shields/

¿Podría un Dynastat ingresar a una velocidad terrestre cercana a 0 MPH en la atmósfera de Marte?

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¿No es esto un salto de reingreso desde una órbita altamente elíptica (o tal vez inicialmente hiperbólica)?
@Muze si ese dibujo es de otra persona o de un sitio web, debe mostrar un enlace de donde proviene. Esto es para dar crédito al artista y permitir que la gente lea más sobre la imagen.
Ilustración: Espacio Andrews. De: newscientist.com/article/…
TODAVÍA no has hecho tu tarea, como lo demuestra tu imagen de "tirachinas inverso".
@Muze: es más como un meteorito de velocidad relativista con la mitad explotando al tocar la atmósfera. Todavía piensas en líneas rectas.
@Muze: Es más como un meteorito de velocidad relativista con la mitad explotando al entrar en contacto con la atmósfera. La mecánica orbital es un tipo especial de ballet con un conjunto especial de reglas muy diferente a todo lo que hayas aprendido. Intentar explicarte las maniobras orbitales, sin que lo sepas, es como tratar de enseñarle a un esquimal detalles más finos sobre el cultivo de cocos. Especialmente si se niega a aprender cómo se ve una palma de coco.
@Muze: sí, pararse debajo de la palmera y sacudirla vigorosamente hará que los cocos caigan bien. Tienes algunas ideas generales, pero te faltan muchos detalles más finos.

Respuestas (2)

Puede usar el salto de reingreso para reducir gradualmente su velocidad al llegar de un viaje interplanetario. La NASA también estudia el reingreso salteado para el transbordador, como una forma de reducir la carga de calor durante el reingreso. Entonces, podría usar esta técnica para bajar de la velocidad orbital antes de que comience el reingreso final.

Cuanto menor sea tu velocidad, más difícil será seguir saltando. Cuando estás en órbita, estás cayendo hacia el planeta (porque su gravedad te atrae), simplemente sigues perdiendo el planeta porque tu velocidad de avance equilibra la velocidad a la que caes.

Cuando reduce la velocidad, reduce predominantemente el componente de avance de su vector de velocidad. La fuerza hacia abajo sigue siendo la misma. Por lo tanto, a medida que se reduce la velocidad de avance, necesitará más y más sustentación para mantenerse a la gran altura que necesita para la maniobra de salto. Llega un punto en el que la sustentación que necesita para el próximo salto es mayor que la sustentación que puede proporcionar su nave espacial, y entonces se compromete a descender.

Sin giros bruscos, solo iría lo suficientemente lento como para detenerse en el borde de la gravedad del planeta y comenzar a caer hacia el planeta.

Eso no funcionará de la manera que piensas. Puede poner la nave espacial en una órbita muy elíptica y hacer que se 'detenga' (más o menos, puede obtener la velocidad en el apogeo a un valor muy bajo). Pero cuando haya pasado el apogeo y la nave espacial comience a moverse hacia el planeta, la atracción gravitacional comenzará a acelerar la nave espacial hasta que esté en el perigeo con su velocidad original.

Por lo tanto, cualquier desaceleración tendrá que hacerse mediante aerofrenado (es decir, el salto de reingreso descrito anteriormente).

Sospecho que puede usar una honda gravitacional para reducir la velocidad de la nave espacial solo cuando la nave espacial no está en órbita. Una vez que estás en órbita, no puedes transferir más impulso de la nave espacial al planeta.

En una honda gravitatoria, la nave espacial acelera (bajo la atracción gravitacional del planeta) hasta que estás en el punto de aproximación más cercano. Luego, la nave espacial se desacelerará mientras se aleja del planeta.

Sin embargo, me pregunto si se puede usar una asistencia de gravedad contra el mismo planeta para reducir la quema de captura. Al igual que puede realizar una honda contra la Tierra después del lanzamiento desde la Tierra (aproximadamente un año antes), ¿podría, por ejemplo, usar la asistencia de Mercurio para acercar su órbita mucho más a la órbita de Mercurio y luego (medio año después) realizar una captura motorizada estándar? en la órbita de Mercurio, gastando mucho menos combustible que si hiciera la transferencia Hohmann directamente desde la Tierra.
Buena pregunta, adelante y hazla :)
@Muze: Eso parece más un freno de aire que una honda gravitacional. Primero, ¿cómo lograrías estos giros bruscos? Entonces, pasar el planeta en la misma dirección que en la primera pasada sería una asistencia de aceleración, probablemente bastante contraproducente.
@Muze ¿borde de qué?
@Muze: Veo que todavía no ha tocado el Programa espacial Kerbal.
@SF. descargando.... Sé que las líneas serían más curvas y una vez atrapadas en la órbita del pozo de gravedad serían inevitables, pero tal vez con alas y/o desviación de la atmósfera, ¿los ángulos estarían cerca?
@muze: si fuera un freno de aire, serían elipses de tamaño decreciente, con uno de los puntos de enfoque en común. Tamaño cuadráticamente decreciente, también. (O))-)---)-------)---------------). Solo por la gravedad, sin bordear la atmósfera, estarías en una órbita elíptica estable, punto.

A veces, y no tan bien como buscas. El problema aquí es que no entiendes la maniobra de la honda gravitatoria.

En el marco de referencia del planeta no hay cambio de velocidad neta. La nave espacial sale con la misma velocidad que se acerca, solo que con un rumbo diferente.

Solo en el marco de referencia de un cuerpo más grande se ve una ganancia (o pérdida) de velocidad; puede hacer lo mismo a la inversa para reducir la velocidad de una nave espacial, por ejemplo, para acercarla al sol).

Si esta fuera toda la historia, sería completamente inútil para un enfoque. Sin embargo, lo mismo se aplica a las lunas y los planetas que a los planetas y al sol. Puedes hacer tirachinas gravitacionales desde una luna para perder velocidad: así es como los planetas capturan asteroides y los convierten en lunas bebés. Sin embargo, de esta manera no obtendrá una velocidad inferior a la orbital. Es una maniobra de captura (no es que se pueda hacer en la mayoría de los lugares debido a la falta de una luna adecuada), no una maniobra de aterrizaje.

También puede funcionar a la inversa, pregúntele al Kerbal (Programa espacial Kerbal. Juegue eso y obtendrá una mejor idea de las maniobras orbitales que cualquier cantidad de fórmulas que le darán) He perseguido todo el camino hasta Eve. No vi si fue Mun o Minmus lo que causó la eyección.

PUEDES llegar por debajo de la velocidad orbital de esa manera, y caer como una roca al planeta desde la altura de la luna. Bastante inútil, pero posible.
@SF Puede ponerse en una trayectoria de impacto, pero ¿su velocidad total no sigue siendo al menos orbital? (Si realmente pudiera reducir la velocidad por debajo de la órbita, haría que el aerofreno fuera más fácil y, por lo tanto, no tendría sentido).
No hay lunas buenas para esto en el Sistema Solar, pero imagina una luna en órbita baja: tendría que ser masiva pero firme, por ejemplo, metálica, para sobrevivir por debajo del límite de Roche. Encuentro "de frente" (retrógrado), sobrevuelo en el lado del planeta, eyección radial hacia afuera. Con un acercamiento lo suficientemente lento y la luna lo suficientemente masiva, podría estar por debajo de la velocidad orbital. Si no, repita.
@SF No creo que "firme" proteja una luna masiva por debajo del límite de Roche.
@LorenPetchel: Si el planeta y la luna ya están sincronizados entre sí, las fuerzas de marea restantes no son tan grandes. Pero honestamente, no lo sé.
@SF El límite de Roche es el punto donde la gravedad de la masa más grande excede la gravedad del cuerpo en peligro. No importa si están bloqueados por mareas o no. En el límite, cualquier cosa con alguna fuerza sobrevive, pero a medida que se acerca, la gravedad efectiva aumenta . A medida que obtienes un cuerpo más grande y más profundo en el límite de Roche, la fuerza aumenta, eventualmente supera la fuerza de cualquier cuerpo natural. (Para un cuerpo lo suficientemente masivo, supera cualquier cosa que podamos construir, pero los planetas AFIAK no son tan grandes).
Principalmente, Saturno tiene un par de lunas dentro de sus anillos, y estas no parecen estar desgarrándose en absoluto.
¿Podemos reducir significativamente la velocidad de entrada con este método solo con frenos de aire para viajes interplanetarios?
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