Visualización de órbitas no Keplerianas para velas solares

Estoy buscando un software que ayude en la visualización de trayectorias de velas solares.

Si no me equivoco, la Agencia Espacial Europea usa Celestia para representar trayectorias para el público en general.

Sé que Celestia permite definir órbitas keplerianas. ¿También es posible definir órbitas no keplerianas y dejar que el software calcule y muestre la trayectoria? Mi idea actual es usar Matlab para generar una lista de puntos de la órbita y trazarlos en Celestia.

¿Existe un software que ayude a generar y visualizar órbitas arbitrarias no keplerianas? Específicamente, me gustaría calcular varias trayectorias de la Tierra Marte y hacer figuras a partir de ellas para incluirlas en un informe.

Mi objetivo es jugar con varias órbitas cíclicas interplanetarias que podrían ser utilizadas por velas solares. ¿Hay algún software que recomendarías para eso? No me importa usar varios programas diferentes, por ejemplo, uno para generar una lista discreta de puntos de una órbita y otro para visualización.

¿Podría aclarar qué quiere decir con "mejor" y por qué Celestia no es adecuada para sus necesidades? Le recomendaría que consulte el GMAT (Herramienta de análisis de misión general) de la NASA, que es de código abierto y también gratuito, pero si solo busca visualización, en mi humilde opinión, Celestia proporciona imágenes más agradables, visualmente más atractivas y es algo más fácil de usar.
¿Su escenario de vela solar incluye viradas?
Negativo, ya que eso no es posible (según una respuesta en este sitio SE). Sin embargo, estaba pensando en investigar la posibilidad de sumergirme hacia el sol para alcanzar a Marte a través de múltiples trayectorias que no requieren ventanas de lanzamiento tan prohibitivas como las transferencias de Hohmann. Eso responde tu pregunta?
@ChrisR No puede "zambullirse hacia el Sol" con una vela solar, la presión de radiación siempre es opuesta a la normal. También sería contraproducente bajar primero la altitud orbital para luego aumentarla hacia Marte. Creo que lo que quería decir es usar "arranque de órbita heliocéntrica" ​​para hacer coincidir la inclinación requerida con la eclíptica y al mismo tiempo aumentar la altitud orbital. Si está lanzando desde la Tierra hacia Marte, no habría ningún "hundimiento hacia el Sol", aunque en realidad estaría aumentando la distancia al Sol.
Lo siento, por virar, me refiero a que el flujo de fotones/viento solar golpee la vela de forma diferente a la perpendicular...
@TildalWave, sí, gracias por esta corrección. El plan es investigar otras trayectorias que no sean una transferencia Hohmann y aprovechar una aceleración continua para hacer atajos .
@ User58220, espero centrarme solo en las trayectorias en las que la vela solar es perpendicular al flujo de fotones, además de cuando la vela está estacionada en la Tierra o Marte, pero creo que me basaré en investigaciones anteriores para esos lugares de estacionamiento.
@TildalWave, gracias por tu aporte. Voy a usar GMAT para simulaciones. Si desea escribir una respuesta basada en su comentario, la marcaré como aceptada.

Respuestas (1)

Si el plan es mantener la vela solar perpendicular a las corrientes de fotones, y simplemente enrollarla y desplegarla (parcial o totalmente), entonces creo que el problema es relativamente simple: las órbitas siguen siendo keplerianas.

Los fotones ejercerán una fuerza hacia afuera puramente radial, que varía con la intensidad del fotón; en otras palabras, varía inversamente con el cuadrado de la distancia al sol. Reduce la fuerza efectiva de la gravedad sin cambiar su comportamiento en función de la distancia. El "barco de vela" seguiría moviéndose bajo una fuerza de cuadrado inverso centrípeta neta reducida. Podría modelarse matemáticamente simplemente reduciendo la masa del Sol en la Ley de Gravitación Universal de Newton

Por ejemplo. Considere una nave en una órbita circular alrededor del Sol a la distancia de la Tierra. Abra la vela parcialmente y, de repente, la velocidad del barco es demasiado alta para su órbita circular bajo la fuerza centrípeta neta reducida; en cambio, se encuentra en una órbita elíptica, en el perihelio. Mantenga la vela abierta en el tamaño fijo correcto, y la nave podría seguir esa órbita elíptica hasta que alcance, digamos, la órbita de Marte, en el afelio. Abra la vela aún más, la cantidad justa, y la órbita se vuelve circular, pero a una velocidad diferente a la que tiene Marte...

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