Delta-v de maniobras de espacio profundo en misiones de espacio profundo como Voyager o Pioneer

¿Cuáles son los típicos delta-v para maniobras en el espacio profundo, utilizados por misiones en el espacio profundo a planetas exteriores o para " misiones interestelares "? Por ejemplo, la Voyager 1 ahora tiene una velocidad de 17 km/s en relación con el Sol. ¿Qué parte de la velocidad fue creada por el cohete, cuál fue el delta-v de su propulsor de hidracina y cuál fue el delta-v de las hondas gravitacionales (asistencias de gravedad)?

Respuestas (1)

Voyager 1 : separada de la etapa Centaur con una velocidad de 18,3 km/s (en relación con la Tierra, Dave Doody, Deep Space Craft: An Overview of Interplanetary Flight , 2010, página 120 ). Luego, la Unidad de Propulsión por Inyección de 76.5N de V1 quemó su combustible sólido en 43 segundos dando 1,7 km/s adicionales (?), inyectando la nave espacial en la órbita de transferencia de Hohmann. La IPU se separó, y el Módulo de misión en sí tiene solo dieciséis propulsores (0.9N cada uno) que se usan solo para afinar (¿maniobras estadísticas?). Entonces, la Voyager 1 (y su hermano, la Voyager 2) no tenían maniobras en el espacio profundo, volaban en un crucero de caída libre con correcciones menores y realizaban sobrevuelos sin motor (asistencias de gravedad).

La Voyager 2 debería ser similar a la Voyager 1, y hay un gráfico de su velocidad relativa al Sol con 4 asistencias de gravedad pasiva: Júpiter en 1979, Saturno en 1981, Urano en 1986 y Neptuno en 1989.

Messenger hizo Deep Space Maneuver (DSM) en 2005-12-12 con delta-v de 316 m/s (en 524 segundos de encendido usando 18% de propulsores - mismo libro, página 71), preparándose para la asistencia de gravedad de Venus 10 meses después . El recuento total de DSM es 5 y hubo una maniobra de inyección de 830 m/s.

Cassini realizó un enorme DSM de -450,2 m/s con un motor de 440 N para preparar la asistencia gravitatoria de Venus. (Hubo varias maniobras pequeñas de corrección de trayectoria - TCM). También usó 626 m/s delta-v para insertarse en la órbita de Saturno. (página 72 mismo libro o planos de 1998, página 3 )

La misión interplanetaria Galileo (VEEGA=Venus-Earth-Earth gravity assists), fue iniciada por motores de etapa sólida IUS, con 3,1 km/s de velocidad heliocéntrica ( página 27 de 1992SSRv...60...23D ). Los TCM fueron : 15,7 m/s TCM-1, 0,7 m/s TCM-2, cero TCM-3 (cancelado), 24,2 m/s TCM-4A, 11 m/s TCM-4B, ~1 m/s TCM -5, 3-5 m/s para TCM-9 y 10, 21 m/s TCM-14. Las asistencias de gravedad de Venus agregaron 2,3 km/s (heliocéntrico). El primer sobrevuelo de la Tierra elevó la velocidad de la nave espacial en 5,2 km/s, de 30,1 km/s a 35,3 km/s (heliocéntrico) y el período de órbita a 2 años. El segundo sobrevuelo de la Tierra agregó 3,7 km/s, elevando el total a 39 km/s (período de 5,6 años). Se planeó que la maniobra de inserción de Júpiter (JOI) fuera de -630 m/s. El "recorrido satelital" de Galileo se planeó para usar delta-v total de 6000-8000 m/s de muchas asistencias de gravedad, que se describe como 4-5 veces más grande que el delta-v total de los propulsores de naves espaciales ( página 24 ).

Se planeó que la sonda atmosférica de Saturno tuviera un DSM delta-v de 450 m/s para establecer un sobrevuelo de la Tierra.

Se planeó que New Horizons tuviera un presupuesto delta-v de 397 m/s

NEAR usó 268 m/s DSM-1 y 932 m/s DSM-2

Por lo tanto, 300-500 m/s delta-v son típicos para maniobras en el espacio profundo en misiones interplanetarias clásicas. Se obtuvo un delta-v mucho mayor, de 2-5 km / s, mediante asistencias de gravedad sin motor.