Планирование маневров прибытия с гиперболической межзвездной траектории

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. Такую большую длительность маневров необходимо внимательно учитывать при планировании прибытия.

Задача, которую нужно решить формулируется так: корабль движется к звезде по гиперболической траектории. Его скорость много больше второй космической для звезды, следовательно гравитационными потерями можно пренебречь. Эксцентриситет траектори черезвычайно большой ε=1440, так что траекторию можно считать прямой. Мы должны рассчитать врема начала троможения (t_старт) относительно времени до прохождения перицентра (t_пери). Т.е. дать ответ на вопрос когда нужно включать двигатели для того, чтобы скорость корабля упала до местной орбитальной скорости в момент прохождения перциентра у звезды?

Все поля ввода в KSP TOT поддерживают математические операции. Чтобы вычесть или разделить значение испоьзуйте операторы "-,+,/,*"

Чтобы решить эту задачу нам нужно:

1. Расчитать среднее ускорение торможения a_ср = (М_нач - М_конеч) / F_марш
2. Расчитать длительность торможения Δt_торм = (V_конеч - V_нач) / a_ср
3. С помощью Архитектора миссий получить время прохождения перицентра t_пери

1. 1. Импортируйте начальное состояние из KSP
   2. Создайте событие Coast типа Go to Go to periapsis.
   3. Нажмите правой кнопкой на событие и скопирйте временную метку t_пери) выбрав пункт "Copy UT at End of Selected Event" в меню

1. Теперь мы можем создать маневрторможения и загрузить его в KSP указав рассчетное время торможения:
   1. В Архитекторе миссий создйте 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 -(V_нач - V_конеч)
   3. Нажмите правой кнопкой на событие маневра и выберите из меню пункт Upload Selected DV Maneuver
   4. В открывшемся окне в поле Univ Time. скопируйте значение временной метки t_пери)
   5. Вычтите из t_пери) длительность торможения Δt_торм разделенную на два.
      
      Мы вычитаем Δt_торм/2 потому, что нам надо завершить торможение в районе перциентра, условием чего явлется начало торможения, на расстоянии равном

1. Расчитать время торможения (ΔT_торм) до скорости порядка 150-200 км/c с помощью утилиты Maneuver Execution Assistant
   1. К сожалению, Maneuver Execution Assistant не умеет работать с гипеболическими траекториями
      
      Задайте параметры орбиты корабля как круговую орбиту с высотой равной текущей высоте корабля
   2. Значения компонент вектора маневра задайте как прогрейд = -(текущая скорость корабля в м/c - 150000)
   3. Введите параметры маршевой двигательной установки (I_sp=1500000 s, Thrust=3000 kN) и текущую массу корабля в тоннах
   4. Нажмите кнопку расчета длительности маневра
   5. Запишите значение времени длительности маневра (ΔT_торм) которое высвечивается в окне результатов (Burn Duration).
2. С помощью Архитектора миссий расчитать время начала торможения (T_торм)
   1. Импортируйте начальное состояние из KSP
   2. Создайте событие Coast типа Go to true anomaly. Значение true anomaly выберите равным нулю (снимите галочку Opt?).
   3. Нажмите правой кнопкой на событие и скопирйте временную метку T_пери) после событий выбрав пункт "Copy UT at End of Selected Event" в меню
   4. Создайте событие Delta-V maneuver. Задайте те же компоненты импульса маневра что и в ассистенте выполнения маневра.
   5. Нажмите правой кнопкой на событие маневра и выберите из меню пункт Upload Selected DV Maneuver
   6. Все поля ввода в KSP TOT поддерживают математические операции. Чтобы вычесть или разделить значение испоьзуйте операторы "-,+,/,*"
      
      В открывшемся меню, в поле Unv. Time из текущего значения вычтите время ΔT_торм разделенное на два.
   7. Загрузите маневр в KSP
3. Заранее постройие ориентацию корабля на маневр
4. Ускорьте время до маневра
5. Включите маршевый двигатель
6. Плавно увеличить тягу до 100%
7. Включить ускорение времени до х10000
8. Контролировать температуру радиаторов, расход рабочего тела и количество waste heat
9. После завершения маневра проверить параметры орбиты: в первую очередь высоту перицентра
10. С помощью архитектора миссий расчитать маневр выхода на круговую парковочную орбиту с выбранными параметрами