Según la película de la ESA Soyuz rendezvous and docking explicado , Soyuz utiliza una transferencia bi-elíptica para moverse desde la órbita de fase a la órbita de la ISS.
¿Por qué se utiliza esta transferencia más compleja en lugar de una transferencia de Hohmann ?
En primer lugar, las transferencias de Hohmann son una ficción. Una ficción muy útil, pero una ficción al fin y al cabo. Las transferencias de Hohmann son para transferir desde una órbita kepleriana perfectamente circular alrededor de un planeta (o estrella) con una distribución de masa perfectamente esférica a otra órbita kepleriana perfectamente circular. No existe tal cosa como una órbita Kepleriana perfectamente circular. Las órbitas siempre tienen cierta excentricidad y siempre hay cuerpos gravitatorios perturbadores. Además, la Tierra no tiene una distribución de masa esférica; en particular, tiene una protuberancia ecuatorial. Esto solo arruina bastante la idea de una transferencia Hohmann en órbita terrestre baja.
Otro problema con las transferencias de Hohmann es que, si bien son excelentes (en teoría) para transferirse a otra órbita, el encuentro exige algo más que alcanzar la órbita de la ISS. La transferencia tiene que llegar a un punto exacto en esa órbita en un momento exacto. Este es un requisito bastante exigente. Una transferencia de Hohmann (suponiendo que existan) tendría que realizarse en un momento muy específico, con muy poco margen de error.
Una generalización del concepto de una transferencia de Hohmann es la de una transferencia de dos quemaduras. Existen algoritmos de orientación (problema de Lambert) que resuelven alcanzar un punto exacto en el espacio en un momento exacto. Supongamos que la primera quemadura se desvía un poco. Una corrección quemada a la mitad de la transferencia para garantizar que el vehículo aún alcance el objetivo puede ser bastante costosa. Siempre hay quemaduras de corrección porque nada en el espacio sale exactamente de acuerdo con el plan.
Una transferencia de tres quemados es un poco más costosa en términos de delta-V en comparación con la transferencia de dos quemados no corregida. Sin embargo, esa quemadura de punto medio puede absorber mucha pendiente sin una gran penalización delta-V. Esta es una de las razones para preferir esta solución ligeramente subóptima (y solo es ligeramente subóptima).
Otra razón, como se indica en los comentarios, es que la quema final de una transferencia de dos quemas puede ser bastante grande. Agregar ese punto intermedio, junto con hacer que la transferencia tome una órbita completa en lugar de la mitad de una órbita, puede reducir significativamente la quema final. La Estación Espacial es un bien internacional muy, muy caro. Gastar un poco más de combustible para garantizar la seguridad de la ISS es un gasto que vale la pena.
La película de la ESA está equivocada no solo en la parte del encuentro, sino también en que la torre de escape se separa DESPUÉS de la separación del refuerzo. For details of Soyuz-ISS rendezvous see https://ac.els-cdn.com/S0094576512000914/1-s2.0-S0094576512000914-main.pdf?_tid=b6e06c3b-e4a3-45d0-b673-ae26d62e20bf&acdnat=1541585740_c7bc7567121073fd95235ad18c57d415
Cazador de ciervos
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