Saliendo en espiral de la órbita circular para escapar a través de un empuje bajo, ¿qué es γ (gamma)?

El comentario de @MarkAdler me llevó a preguntar ¿Por qué una espiral lenta desde un C3 de cero tomaría aproximadamente 2,4 veces más ΔV que una maniobra impulsiva? lo que resultó en esta respuesta ordenada y eficiente de @MarkAdler que apunta a otra respuesta reflexiva sobre salir lentamente en espiral de una órbita circular para escapar en el límite de una propulsión progresiva muy débil, que (al principio de manera contradictoria) lo ralentiza mientras eleva su órbita.

Debajo de esa respuesta hay otra joya de comentario similar a un huevo de Pascua .

Siempre alineado con el vector velocidad. Ese es el uso más eficiente del empuje para aumentar la energía específica. El γ final es 31° .

Pregunta: En este contexto, ¿cuál es el ángulo γ? ¿Cómo se define?

El fenómeno es correcto, pero 31° fue un error tipográfico y debería ser alrededor de 39,2°.

Parece que γ es el ángulo de trayectoria de vuelo de la órbita. El valor final parece depender del valor de la aceleración constante aplicada (el valor del ángulo de trayectoria de vuelo de la segunda gráfica es cercano a cero, como puedo ver).
@Julio No sé qué significa "ángulo de trayectoria de vuelo" en general, y especialmente para una nave espacial que escapa al infinito. Si hay un diagrama que muestre cómo se definiría este ángulo en este caso, ¡sería genial!

Respuestas (1)

Imagen que ilustra el ángulo de la trayectoria de vuelo, γ , como lo solicita el comentario de uhoh

http://what-when-how.com/space-science-and-technology/earth-orbiting-satellite-theory/

Fuente

Es solo el ángulo entre el vector de velocidad y el componente de la órbita tangencial, mi θ = [ pecado ( θ ) , porque ( θ ) , 0 ] T , suponiendo que el plano de la órbita es el X Y avión. Los límites para γ ( t ) [ π / 2 , π / 2 ] , y los ceros suceden en periapsis y apoapsis (o siempre si la órbita es circular).

He visto personas que toman el ángulo de la trayectoria de vuelo como el subtendido entre mi r y v ( β en la imagen). Sin embargo, en mi opinión, es bastante confuso ya que no coincide con la definición de la aeronave del ángulo de trayectoria de vuelo (usando γ coincide).

En las simulaciones de Mark Adler, parece haber dos casos, uno con un valor alto de aceleración constante para resaltar el comportamiento en espiral donde el ángulo final de la trayectoria de vuelo parece ser de 31º y otro con un valor bajo de aceleración donde el ángulo final de la trayectoria parece ser de 31º. estar cerca de 0º (a la vista), por lo que tiene una clara dependencia de la aceleración aplicada. Una mayor aceleración cambia la órbita más rápidamente a una elíptica (y, por lo tanto, el ángulo final de la trayectoria de vuelo es mayor, si la terminación no se produce en el periápside o en el apoápside) y una aceleración baja parece mantener la órbita casi circular cuando se eleva (de ahí que el ángulo final de la trayectoria de vuelo es casi nulo).

¡Gracias por la excelente explicación! Estoy pensando en esto.
¡Gracias por eso! Lo he agregado nuevamente a la respuesta para acreditar la imagen también. Ese es un ingenioso tutorial del problema, ¡quizás el mejor que he visto para este problema!