¿Qué factores determinan cuánto tiempo se abre una ventana de oportunidad para una transferencia interplanetaria de Hohmann?

Sé que uno puede determinar el tiempo de espera aproximado para que se abra una ventana de oportunidad para una transferencia interplanetaria en función de las posiciones y velocidades relativas de los dos planetas en cuestión. Pero una vez que se abre una ventana, ¿cuánto tiempo permanece abierta? Suponiendo el caso más simple de una transferencia de Hohmann con una trayectoria de escape hiperbólica hacia la dirección de la velocidad del planeta, ¿cómo se calcula/controla la cantidad de tiempo en la que se puede partir? ¿Qué factores la limitan y cómo pueden expandirla tanto como sea posible?

Respuestas (1)

El factor que determina la duración de una ventana de transferencia es el margen de rendimiento del lanzador o nave espacial.

La transferencia de Hohmann es el delta-v mínimo para la transferencia entre dos órbitas circulares; en sentido estricto, la ventana de transferencia que alcanza el delta-v mínimo es instantánea, pero si está disponible una pequeña cantidad de margen delta-v por encima del mínimo absoluto, la ventana se alarga.

Si está mirando un diagrama de chuleta de cerdo , el punto en el centro del anillo más interno de la chuleta de cerdo es la ventana instantánea. Cada línea de contorno representa la constante C 3 , que está íntimamente relacionada con el ∆v en la maniobra de inyección; si tiene suficiente margen de rendimiento para alcanzar una línea de contorno determinada, la duración de la ventana corresponde al ancho del contorno en el gráfico.

Si desea una ventana más larga, aligere la carga útil o mejore el lanzador. Tenga en cuenta que si tiene margen de rendimiento, también puede usarlo para reducir el tiempo de vuelo a costa de reducir la ventana; no es inusual volar una trayectoria más rápida que Hohmann para misiones interplanetarias.

Lanzando desde la Tierra, la rotación de la Tierra también establece restricciones; necesita maniobrar su nave espacial desde las inclinaciones disponibles en su sitio de lanzamiento hasta la inclinación del destino. Para minimizar el costo de ese cambio de inclinación, debe lanzar a una hora determinada del día. Una vez más, cuanto más margen de rendimiento tenga su lanzador, más podrá estirar esa ventana.