Ballistisk fångst
Ballistisk fångst är en lågenergimetod för en rymdfarkost att uppnå en omloppsbana runt en avlägsen planet eller måne utan att bränsle krävs för att gå i omloppsbana. I det ideala fallet är överföringen ballistisk (kräver noll Delta-v ) efter uppskjutning. I det traditionella alternativet till ballistisk fångst, skulle rymdfarkoster använda en Hohmann-överföringsbana , vilket kräver att rymdfarkosten bränner bränsle för att sakta ner vid målet. Ett krav på att rymdfarkosten ska bära bränsle ökar dess kostnad och komplexitet.
För att uppnå ballistisk fångst placeras rymdfarkosten på en flygbana före målets omloppsbana. Rymdskeppet faller sedan in i den önskade omloppsbanan och kräver endast mindre omloppskorrigeringar som kanske bara behöver jonpropeller med låg effekt .
Den första artikeln om att använda ballistisk fångst för överföring designad för rymdfarkoster skrevs 1987. Den matematiska teorin som beskriver ballistisk fångst kallas Weak Stability Boundary theory.
Ballistisk fångst användes första gången av den japanska rymdfarkosten Hiten 1991 som en metod för att ta sig till månen. Denna designades av Edward Belbruno och J. Miller. Den ballistiska fångstöverföringen som utförde detta är en exteriör ballistisk fångstöverföring eftersom den går längre än jord-månen. En inre ballistisk fångstöverföring håller sig inom avståndet Jord-Månen. Detta beskrevs 1987 och användes första gången av rymdfarkosten ESA SMART-1 2004.
Fördelar
Ballistisk fångst förutspås vara:
- säkrare, eftersom det inte finns någon tidskritisk omloppsförbränning ,
- kan startas när som helst, snarare än att behöva vänta på ett smalt startfönster ,
- bränslesnålare för vissa uppdrag.
Lågenergiöverföring
Banor som använder ballistisk fångst är också kända som en lågenergiöverföring ( LET). Mer exakt används terminologin ballistic capture transfer (BCT). De har låg energi eftersom de inte använder någon delta-V för fångst. En lågenergiöverföring behöver dock inte vara en ballistisk infångningsöverföring. Termen ballistisk månöverföring (BLT) används också ibland.
Området kring en målkropp där ballistisk infångning sker kallas en svag stabilitetsgräns. Termen svag stabilitetsgränsöverföring används också, eller förkortat WSB-överföring.
2014 föreslogs ballistisk fångstöverföring som en alternativ lågenergiöverföring för framtida Mars-uppdrag . Det kan utföras när som helst, inte bara en gång per 26 månader som i andra manövrar och innebär inte farliga och dyra (bränslekostnader) inbromsningar. Men det tar upp till ett år, istället för nio månader för en Hohmann-övergång.
Uppdrag med ballistisk fångst
Animation av BepiColombos bana från 20 oktober 2018 till 2 november 2025 BepiColombo · Jorden · Venus · Merkurius · Solen För mer detaljerad animering, se den här videon
Följande uppdrag har använt ballistisk fångstöverföring, (EBCT – Exterior ballistic capture transfer, IBCT – Interior ballistic capture transfer):
| Uppdrag | Byrå | Lansera | Metod |
|---|---|---|---|
| Hiten | ÄR SOM | 1991 | EBCT |
| SMART-1 | ESA | 2004 | IBCT |
| GRAL | NASA | 2011 | EBCT |
| BepiColombo | ESA | 2018 | Ballistisk fångst - Merkurius 2025 |
| CAPSTONE | NASA | 2022 | EBCT |
| Danuri | KARI | 2022 | EBCT |
| Hakuto-R uppdrag 1 | ispace | 2022 | EBCT |
Se även
Vidare läsning
- Månöverföringsbanor som utnyttjar solstörningar och ballistisk infångning ; Wolfgang Seefelder; 2002.
- Låg energiöverföring till månen
- Ballistic Lunar Transfer (BLT) Cheat Sheet
- Designa lågenergifångstöverföringar för rymdfarkoster till månen och Mars (särskilt seminarium i sympletisk geometri) . Institutet för avancerade studier, Princeton. Tisdagen den 28 oktober 2014