行星际飞行器的霍曼转移

如题所述

两个高度不同的轨道间转移经常用到的一种方式是霍曼转移,霍曼转移所用的轨道是一近地点在较低高度、远地点在较高高度的椭圆轨道。
因为充分的利用了星体引力产生的能量,所以这种转移所用到的能量最小。利用这一轨道航天器可以实现从低轨道到高轨道的转移,或从高轨道到低轨道的转移。(这里的高轨道、低轨道不特指某一高度的轨道)1925年,德国工程师奥尔特·霍曼博士推导出在两条倾角相同、高度相异的圆形轨道间转移卫星的最小能量方法,称之为霍曼转移。霍曼转移涉及两次水平加力机动。在圆形轨道中运动的物体受到正向水平推力时,开始从较低的轨道转移到较大的椭圆形轨道,加力点是这个椭圆的近地点。然后顺着该椭圆轨道,物体开始向远地点运动,当到达远地点时,开始了第二次加力仍为正向水平推力,使得轨道转移到远地点高度上的圆形轨道。同样高轨道到低轨道转移也是这样,只不过这时物体是从远地点向近地点运动,经历的是两次减速运动。
在低轨道向高轨道的霍曼转移中发生了两次加速,可能会认为高轨道的运动速度要比低轨道快,这与提过的高轨道的运动速度慢于低轨道运动速度是矛盾的。不要忘了在进行霍曼转移时,近地点的运动速度要小于远地点速度,当到达远地点时运
动速度已经较原来的圆形轨道速度小了很多,并且不足以维持在这一高度的圆形轨道运动,所以还要进行加速,但加速后的速度还是小于低轨道上的运动速度。至于高轨道到低轨道的转移,你也可以分析一下。霍曼转移虽然所用到的能量最小,但它是以牺牲时间为代价的。要实现更快的转移需要更多的能量,消耗的推进剂增多。在实际的飞行中,采用霍曼转移还是快速转移实现轨道转移是由任务决定。如果执行救援任务,需要争取时间,那么采用霍曼转移就不合适了。

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第1个回答  2021-05-25

主要了解从地球出发的航天器在何时通过霍曼转移轨道以最少的燃料消耗到达目标行星

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