Планирование маневров прибытия с гиперболической межзвездной траектории — различия между версиями

Материал из SpaceProgram Wiki
Перейти к: навигация, поиск
 
(не показано 29 промежуточных версий 2 участников)
Строка 1: Строка 1:
 
[[Category:Чеклист]]
 
[[Category:Чеклист]]
  
−
{{Инфоблок|Корабль-разведчик приближается к планетной системе со скоростью в несколько тысяч километров в секунду. Тяговооруженность корабельной двигательной установки не велика и время, необходимое для торможения с такой скорости равно нескольким земным месяцам.<br><br>Такую большую длительность маневров необходимо внимательно учитывать при планировании прибытия.}}
+
{{Инфоблок|Корабль-разведчик приближается к планетной системе со скоростью в несколько тысяч километров в секунду. Тяговооруженность корабельной двигательной установки невелика и время, необходимое для торможения с такой скорости равно нескольким земным месяцам. Такую большую длительность маневров необходимо внимательно учитывать при планировании прибытия.}}
  
−
# Расчитать время торможения (T<sub>торм</sub>) до скорости порядка 150-200 км/c с помощью утилиты Maneuver Execution Assistant
+
Корабль движется к звезде по гиперболической траектории. Его скорость Vнач много больше второй космической для звезды, следовательно, гравитационными потерями можно пренебречь. Эксцентриситет траектории чрезвычайно большой e=14077, так что траекторию можно считать прямой. Необходимо сбросить скорость до местной орбитальной скорости приблизительно в момент прохождения перицентра звезды. Также важно, чтобы парковочная орбита получилась в плоскости, близкой к плоскости местной эклиптики (плоскости, в которой вращается большинство планет вокруг звезды).
−
# С помощью архитектора миссий оценить насколько изменится перицентр и другие параметры орбиты за время выполнения маневра
+
 
−
# Время начала торможения надо выбрать c запасом в 10-20 дней до даты прохождения перицентра с начальной скоростью
+
 
−
# В установленное время начало торможения, построить ориентацию корабля в ретрогрейд
+
Порядок решения задачи:
−
# Включить реактор Токмак
+
#Спланируем и выполним маневр коррекции наклонения орбиты.
−
# Включить маршевый двигатель
+
##Остановите игру, чтобы за время выполнения расчета орбита и местоположение корабля не изменились.
−
# Плавно увеличить тягу до 100%
+
##Откройте Архитектор миссий и импортируйте в него начальное состояние из KSP.
−
# Включить ускорение времени до х10000
+
##Создайте событие Coast - Go to Delta Time, уберите галочку оптимизации, величину Delta Time зафиксируйте равной 15 минутам (900 с). Данное событие создается для того, чтобы после импорта маневра у нас было время развернуться в направлении маневра.
−
# Контролировать температуру радиаторов, расход рабочего тела и количество waste heat
+
##Создайте событие типа Delta-V maneuver.
−
# После завершения маневра проверить параметры орбиты: в первую очередь высоту перицентра
+
##В настройках события снимите все галочки оптимизации, кроме нормальной компоненты импульса.
−
# С помощью архитектора миссий расчитать маневр выхода на круговую парковочную орбиту с выбранными параметрами
+
##Создайте событие Coast - Go to Delta Time, уберите галочку оптимизации, величину Delta Time зафиксируйте равной 10 секундам. Данное событие создается для задания на нем функции оптимизации – минимизации наклонения относительно планетной системы.
 +
##Перейдите на вкладку Optimization. В окне Mission Optimizer выберете функцию оптимизации (Objective Function) – Minimize Inclination – на событии 4.
 +
##Запустите оптимизатор нажатием кнопки Optimize Mission.
 +
##После окончания расчета импортируйте маневр коррекции наклонения в KSP, нажав правой кнопкой мыши на событии маневра и выбрав Upload Selected DV maneuver – Upload Maneuver!
 +
##Постройте ориентацию корабля на маневр. Внимание: без ускорения времени! Разворот займет около 3 минут.
 +
##Ускорьте время до маневра. Включите маршевый двигатель.
 +
###Нажмите правой кнопкой на "Daedalus" Internal Confinement Fusion Engine.
 +
###Выберите пункт "Вкл. двигатель".
 +
###Увеличьте тягу до 100%.
 +
##Маневр выполняется пока величина оставшегося изменения скорости не станет близкой к 0. Можно использовать ускорение времени во время выполнения маневра. Во время выполнения маневра может понадобится переориентировать корабль в антинормальном направлении, так как маневр довольно длительный и направление на него не всегда будет соответствовать нужному направлению для уменьшения наклонения орбиты.
 +
##Проверьте полученное наклонение. Величина должна быть порядка 5 град.
 +
#Спланируем и выполним маневр торможения до местной орбитальной скорости 50 км/с.
 +
##Необходимо рассчитать время начала торможения (tстарт) относительно времени до прохождения перицентра (tпери).
 +
###Чтобы получить tстарт воспользуемся помощью утилиты Maneuver Execution Assistant.{{Инфоблок|К сожалению, Maneuver Execution Assistant не умеет работать с гипеболическими траекториями.}} Задайте параметры орбиты корабля как круговую орбиту с высотой равной текущей высоте (altitude) корабля (Ecc.=0, SMA=altitude в км!) или как эллиптическую траекторию с параметрами: Orbiting about: Sun, SMA: 10e13, Ecc: 0.99999. Остальные параметры начальной орбиты импортируйте из KSP.
 +
### Введите в блок Burn parameters значения компонент вектора маневра торможения: Prograde dV = Vконеч - Vнач (в м/c), Vконеч=50000 м/с.{{Инфоблок| Все поля ввода в KSP TOT поддерживают математические операции, используйте операторы "-,+,/,*"}}.
 +
###В блок System-Level parameters введите параметры маршевой двигательной установки: удельный импульс (Spec. Imp.) Isp=1500000 с, тяга (Thrust) Fмарш=3000 кН, и массу корабля в тоннах, которую можно получить, выполнив команду "run res." в терминале kOS (kOS выдает результат в кг. Необходимо перевести результат в тонны перед вводом в KSP TOT).
 +
###Нажмите кнопку расчета длительности маневра.
 +
###tстарт появится в окне результатов как Burn Start Time.
 +
##С помощью Архитектора миссий получить время прохождения перицентра tпери.
 +
###Импортируйте начальное состояние из KSP
 +
###Создайте событие Coast типа Go to periapsis.
 +
###Нажмите правой кнопкой на событие и скопируйте временную метку tпери выбрав пункт "Copy UT at End of Selected Event" в меню.
 +
##Теперь мы можем создать маневр торможения и загрузить его в KSP, указав расчётное время торможения:
 +
###В Архитекторе миссий создайте событие типа Delta-V maneuver (его можно поместить после события прохождения перицентра).
 +
###В настройках события снимите все галочки оптимизации и задайте величину prograde компоненты импульса равной Vконеч - Vнач.
 +
###Нажмите правой кнопкой на событие маневра и выберите из меню пункт Upload Selected DV Maneuver.
 +
###В открывшемся окне в поле Univ Time вставьте скопированное значение временной метки tпери.
 +
###Вычтите из tпери время начала торможения tстарт.
 +
###Загрузите маневр в KSP нажав "Upload Maneuver".
 +
##Заранее постройте ориентацию корабля на маневр.
 +
##Ускорьте время до маневра с помощью команды run warput(временная метка маневра= tпери- tстарт).
 +
##Включите маршевый двигатель.
 +
###Нажмите правой кнопкой на "Daedalus" Internal Confinement Fusion Engine.
 +
###Выберите пункт "Вкл. двигатель".
 +
###Плавно увеличить тягу до 100%.
 +
##Включить ускорение времени до х10000 используя клавиши "<" и ">".
 +
##Торможение выполняется под ускорением времени пока величина оставшегося изменения скорости в маневре не станет близкой к 0, а скорость корабля - к Vконеч. Снижайте величину ускорения времени по мере приближения скорости к Vконеч.
 +
#После завершения маневра необходимо проверить параметры орбиты: в первую очередь высоту перицентра и наклонение.
 +
#С помощью архитектора миссий рассчитаем маневр выхода на круговую парковочную орбиту с выбранными параметрами.
 +
##Импортируйте начальное состояние из KSP.
 +
##Создайте событие Coast - Go to Periapsis,
 +
##Создайте событие DV Maneuver типа Circularize.
 +
##Импортируйте маневр в KSP, сориентируйте корабль на маневр, ускорьте время до маневра и выполните его.

Текущая версия на 11:55, 20 августа 2020


Корабль-разведчик приближается к планетной системе со скоростью в несколько тысяч километров в секунду. Тяговооруженность корабельной двигательной установки невелика и время, необходимое для торможения с такой скорости равно нескольким земным месяцам. Такую большую длительность маневров необходимо внимательно учитывать при планировании прибытия.

Корабль движется к звезде по гиперболической траектории. Его скорость Vнач много больше второй космической для звезды, следовательно, гравитационными потерями можно пренебречь. Эксцентриситет траектории чрезвычайно большой e=14077, так что траекторию можно считать прямой. Необходимо сбросить скорость до местной орбитальной скорости приблизительно в момент прохождения перицентра звезды. Также важно, чтобы парковочная орбита получилась в плоскости, близкой к плоскости местной эклиптики (плоскости, в которой вращается большинство планет вокруг звезды).


Порядок решения задачи:

  1. Спланируем и выполним маневр коррекции наклонения орбиты.
    1. Остановите игру, чтобы за время выполнения расчета орбита и местоположение корабля не изменились.
    2. Откройте Архитектор миссий и импортируйте в него начальное состояние из KSP.
    3. Создайте событие Coast - Go to Delta Time, уберите галочку оптимизации, величину Delta Time зафиксируйте равной 15 минутам (900 с). Данное событие создается для того, чтобы после импорта маневра у нас было время развернуться в направлении маневра.
    4. Создайте событие типа Delta-V maneuver.
    5. В настройках события снимите все галочки оптимизации, кроме нормальной компоненты импульса.
    6. Создайте событие Coast - Go to Delta Time, уберите галочку оптимизации, величину Delta Time зафиксируйте равной 10 секундам. Данное событие создается для задания на нем функции оптимизации – минимизации наклонения относительно планетной системы.
    7. Перейдите на вкладку Optimization. В окне Mission Optimizer выберете функцию оптимизации (Objective Function) – Minimize Inclination – на событии 4.
    8. Запустите оптимизатор нажатием кнопки Optimize Mission.
    9. После окончания расчета импортируйте маневр коррекции наклонения в KSP, нажав правой кнопкой мыши на событии маневра и выбрав Upload Selected DV maneuver – Upload Maneuver!
    10. Постройте ориентацию корабля на маневр. Внимание: без ускорения времени! Разворот займет около 3 минут.
    11. Ускорьте время до маневра. Включите маршевый двигатель.
      1. Нажмите правой кнопкой на "Daedalus" Internal Confinement Fusion Engine.
      2. Выберите пункт "Вкл. двигатель".
      3. Увеличьте тягу до 100%.
    12. Маневр выполняется пока величина оставшегося изменения скорости не станет близкой к 0. Можно использовать ускорение времени во время выполнения маневра. Во время выполнения маневра может понадобится переориентировать корабль в антинормальном направлении, так как маневр довольно длительный и направление на него не всегда будет соответствовать нужному направлению для уменьшения наклонения орбиты.
    13. Проверьте полученное наклонение. Величина должна быть порядка 5 град.
  2. Спланируем и выполним маневр торможения до местной орбитальной скорости 50 км/с.
    1. Необходимо рассчитать время начала торможения (tстарт) относительно времени до прохождения перицентра (tпери).
      1. Чтобы получить tстарт воспользуемся помощью утилиты Maneuver Execution Assistant.
        К сожалению, Maneuver Execution Assistant не умеет работать с гипеболическими траекториями.
        Задайте параметры орбиты корабля как круговую орбиту с высотой равной текущей высоте (altitude) корабля (Ecc.=0, SMA=altitude в км!) или как эллиптическую траекторию с параметрами: Orbiting about: Sun, SMA: 10e13, Ecc: 0.99999. Остальные параметры начальной орбиты импортируйте из KSP.
      2. Введите в блок Burn parameters значения компонент вектора маневра торможения: Prograde dV = Vконеч - Vнач (в м/c), Vконеч=50000 м/с.
        Все поля ввода в KSP TOT поддерживают математические операции, используйте операторы "-,+,/,*"
        .
      3. В блок System-Level parameters введите параметры маршевой двигательной установки: удельный импульс (Spec. Imp.) Isp=1500000 с, тяга (Thrust) Fмарш=3000 кН, и массу корабля в тоннах, которую можно получить, выполнив команду "run res." в терминале kOS (kOS выдает результат в кг. Необходимо перевести результат в тонны перед вводом в KSP TOT).
      4. Нажмите кнопку расчета длительности маневра.
      5. tстарт появится в окне результатов как Burn Start Time.
    2. С помощью Архитектора миссий получить время прохождения перицентра tпери.
      1. Импортируйте начальное состояние из KSP
      2. Создайте событие Coast типа Go to periapsis.
      3. Нажмите правой кнопкой на событие и скопируйте временную метку tпери выбрав пункт "Copy UT at End of Selected Event" в меню.
    3. Теперь мы можем создать маневр торможения и загрузить его в KSP, указав расчётное время торможения:
      1. В Архитекторе миссий создайте событие типа Delta-V maneuver (его можно поместить после события прохождения перицентра).
      2. В настройках события снимите все галочки оптимизации и задайте величину prograde компоненты импульса равной Vконеч - Vнач.
      3. Нажмите правой кнопкой на событие маневра и выберите из меню пункт Upload Selected DV Maneuver.
      4. В открывшемся окне в поле Univ Time вставьте скопированное значение временной метки tпери.
      5. Вычтите из tпери время начала торможения tстарт.
      6. Загрузите маневр в KSP нажав "Upload Maneuver".
    4. Заранее постройте ориентацию корабля на маневр.
    5. Ускорьте время до маневра с помощью команды run warput(временная метка маневра= tпери- tстарт).
    6. Включите маршевый двигатель.
      1. Нажмите правой кнопкой на "Daedalus" Internal Confinement Fusion Engine.
      2. Выберите пункт "Вкл. двигатель".
      3. Плавно увеличить тягу до 100%.
    7. Включить ускорение времени до х10000 используя клавиши "<" и ">".
    8. Торможение выполняется под ускорением времени пока величина оставшегося изменения скорости в маневре не станет близкой к 0, а скорость корабля - к Vконеч. Снижайте величину ускорения времени по мере приближения скорости к Vконеч.
  3. После завершения маневра необходимо проверить параметры орбиты: в первую очередь высоту перицентра и наклонение.
  4. С помощью архитектора миссий рассчитаем маневр выхода на круговую парковочную орбиту с выбранными параметрами.
    1. Импортируйте начальное состояние из KSP.
    2. Создайте событие Coast - Go to Periapsis,
    3. Создайте событие DV Maneuver типа Circularize.
    4. Импортируйте маневр в KSP, сориентируйте корабль на маневр, ускорьте время до маневра и выполните его.
Источник — «http://wiki.spaceprogram.ru/index.php?title=Планирование_маневров_прибытия_с_гиперболической_межзвездной_траектории&oldid=1027»