¿Por qué sobrevuelos de la Tierra?

Al jugar con el buscador de trayectorias de la NASA , me di cuenta de que prácticamente todas las misiones al sistema de Júpiter seguían el molde (orden de magnitud de Δ V ):

  1. Comience en órbita terrestre (por supuesto), en órbita alrededor del sol (5 km/s)
  2. Maniobra de espacio profundo (DSM) para cambiar el rumbo de un sobrevuelo de la Tierra (500 m/s)
  3. Sobrevuelo de la Tierra con mayor cambio de velocidad (100 m/s)
  4. ¡Adelante!

( ejemplos )

Ahora, entiendo que la aceleración es más eficiente cuando se realiza en un pozo de gravedad, y que los cambios de dirección requieren menos combustible cuando la nave se mueve rápido, como es el caso durante el sobrevuelo.

Pero no puedo entender por qué el Δ V aplicado en el sobrevuelo no se puede aplicar de la misma manera con la primera aceleración, ya que la posición en el pozo de gravedad y la velocidad relativa a la Tierra serán casi las mismas.

Entonces, ¿por qué sobrevuelos de la Tierra?

Hacer el d V ′ s se refieren a los requisitos de combustible a bordo necesarios para lograr una trayectoria de tirachinas, o al cambio "libre" en la velocidad que produce la tirachinas? ¿O ambos?
@DJohnM No se puede ganar velocidad con respecto a la Tierra durante los sobrevuelos pasivos de la Tierra, todo lo que puede hacer pasivamente es cambiar la dirección del vector, no su amplitud (vea la respuesta de Pearson y, por cierto, también es por eso que las órbitas funcionan, si eso lo ayuda a visualizar eso). La ganancia de velocidad que hay en relación con el cuerpo de sobrevuelo se realiza de forma propulsiva y con la ayuda del efecto Oberth , que hace que cualquier Δ v quema más eficiente. Por el contrario, esto funciona al revés para el cambio de inclinación/excentricidad orbital (más fácil con menos enfoque de impulso).

Respuestas (2)

Creo que lo que lo confunde es que el navegador de trayectoria de la NASA está aplicando sus parámetros de consulta más literalmente de lo que probablemente los está leyendo. Verá, su consulta tiene, entre otros valores de parámetros, dos valores que probablemente harían parecer que sus observaciones son correctas:

  • Duración máxima: 20 años (duración total máxima aceptable de la misión).
  • Minimizar: Δ V (Parámetro a minimizar si se encuentra que más de una trayectoria por destino cumple con las restricciones anteriores).

Es decir, porque su selección de consulta fue optimizar para Δ V , la herramienta tuvo en cuenta tantas maniobras para ayudar a reducir Δ V requisitos según se ajuste al perfil de la misión (duración), incluso si los beneficios fueran realmente pequeños.

Esta apariencia de que los sobrevuelos adicionales de la Tierra son necesarios cambia drásticamente, si simplemente cambia el parámetro de consulta Minimizar a Duración . También parece que los resultados de la consulta son limitados en número (no pude obtener más de 13 resultados con ninguna consulta), por lo que eso complicaría aún más las cosas, al no enumerar más opciones de trayectoria directa con su consulta de ejemplo.

Sin embargo, para ser justos con el Centro de Investigación Ames de la NASA, proporcionan la Guía del usuario del navegador de trayectoria que parece bastante fácil de leer. ;)

La forma de pensar en esto es la forma en que funcionan todas las hondas de gravedad . La NASA ha proporcionado un buen gráfico para ilustrar lo que sucede:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Para ganar velocidad, debes tener una referencia eterna, de lo contrario, simplemente no se puede ganar velocidad. Como puede ver, la velocidad relativa de la pelota será de 130 mph en este ejemplo. Si lanzas la pelota desde el tren, tendrás una velocidad similar. Si pudieras imaginar una situación en la que luego rebotas de un tren que va en la dirección opuesta, y podrías hacer que uno vaya aún más lejos. Pero primero tienes que empezar desde una órbita solar.

Para seguir con la analogía, del tren y la pelota... cuando estoy empezando en la tierra, es como si estuviera tirando del tren de todos modos.
... pero después de 6 meses, el tren va a la misma velocidad en dirección opuesta
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