Шта је Хохманн трансфер? Израчунавање Хохманновог преноса за орбите

Свемирски бродови и сателити често се користе за орбиту око небеских тела, било да је то месец, далека планета или сама Земља. Али нису све орбите исте. Орбите на малим надморским висинама захтевају различите брзине и трошење енергије од орбита на великим висинама. Једном када објекат кружи на одређеној надморској висини, закони инерције олакшавају одржавање те орбите. Али промена надморске висине је прилично компликована. Срећом, савремени физичари имају метод који омогућава тако нешто: Хохманнов пренос.

Пређи на одељак

• Шта је Хохманн трансфер?
• Како функционише Хохманн трансфер?
• Како се Хохманнов пренос односи на Међународну свемирску станицу?
• Како се Хохманн трансфер примењује на међупланетарна путовања?
• Сазнајте више о МастерЦласс-у Цхриса Хадфиелда

Бивши командант Међународне свемирске станице учи вас науци о истраживању свемира и ономе што носи будућност.

Шта је Хохманн трансфер?

Хохманнов пренос је систем испаљивања ракета који физичари користе за премештање свемирске летелице на другу висину орбите. Да би се разумело како функционише Хохманнов пренос, важно је разумети шири принцип орбиталне механике.

Орбитална механика је термин за математику којим свемирски брод мења орбиту. За објекте који се налазе у орбити, што су ближе објекту око кога круже, брже ће га обилазити. Ово се односи на било који објекат који кружи око другог:

• Земља која кружи око сунца
• Месец који кружи око Земље
• Свемирски брод који кружи око планете

У орбиталној механици концепти убрзања и успоравања су сложени и контраинтуитивни. У орбити пуцање мотора напред помера вас напред у вишу орбиту, што заправо значи да успоравате, јер се објекти у вишој орбити спорије крећу. Да бисте ишли брже потребно је да успорите и паднете у нижу орбиту.

Што сте даље од Земље, овај ефекат је мање увећан. Када се довољно удаљите од Земље, релативни ефекти орбиталне механике толико су мали да можете да се крећете као да управљате својим свемирским бродом у дубоком свемиру.

колико дуго се суши саламуре

Како функционише Хохманн трансфер?

Хохманнов трансфер је најчешће коришћена метода за премештање свемирског брода са ниже орбите на вишу.

Двадесетих година 20. века немачки инжењер Валтер Хохманн, инспирисан научном фантастиком, израчунао је најефикаснији начин за прелазак у вишу орбиту.

• Хохманнов пренос делује пуцањем ракетних мотора једном у одређеној тачки доње орбите. Ова паљба додаје енергију у орбиту и покреће свемирски брод даље од Земље, мењајући своју орбиту из кружне у орбиту овалног облика.
• У тачки у тој новој овалној орбити на којој је свемирски брод најудаљенији од Земље, посада поново испаљује ракетне моторе, а овална орбита се враћа у круг - овај даље од Земље од претходног.

Хохманнов трансфер је индустријски стандард за енергетски најефикаснији орбитални пренос и примењује се без обзира на то колико далеко у свемир путујете. Ако свемирски брод у орбити испали довољно дуго свој мотор, на крају ће ићи довољно брзо да одлети у дубоки свемир, избегавајући гравитацију планете. Та брзина, која се назива брзина изласка, једноставно је квадратни корен од 2, или 41% брже од орбиталне брзине.

Како се Хохманнов пренос односи на Међународну свемирску станицу?

Хохманнов трансфер користи посада Међународне свемирске станице (ИСС). Због малих комадића ваздуха око ИСС-а, станица се повлачи према Земљи све док се окреће. Да би се избегла континуирана спирала ка Земљи, посада на броду ИСС или Миссион Цонтрол мора свако толико да пуца своје моторе да би је премештала у вишу орбиту.

Како се Хохманн трансфер примењује на међупланетарна путовања?

Рецимо да покушавате да пошаљете свемирску летелицу са Земље на Марс и то желите да учините што ефикасније. Да би то постигли, научници користе чињеницу да је свемирска летелица већ у орбити пре него што се лансира. Како је ово истина? Разлог је тај што летелица седи на Земљи, а Земља кружи око Сунца.

како написати сценарио за кратки филм

Марс такође кружи око сунца, али на много већој удаљености (или надморској висини). Научници користе земаљску и марсовску орбиту да би утврдили оно што је познато као перихел и афелиј.

• Перихел (најближи прилаз сунцу) биће на удаљености од Земљине орбите
• Афел (најудаљенија удаљеност од сунца) биће на удаљености од Марсове орбите

Научници дизајнирају орбиту за ракету која ће укључивати обоје перихел и афелија. Другим речима, ракета, у једној орбити Сунца, поклапаће се са Земљином орбитом на почетку свог путовања и поклапаће се са Марсовом орбитом на крају свог путовања. Ово је познато као орман Хохманн Трансфер. Одређени део соларне орбите ракете који је води са Земље на Марс назива се њеном путањом.

Сазнајте више о истраживању свемира у МастерЦлассу бившег астронаута Цхриса Хадфиелда.

МастерЦласс

Предложено за вас

Интернет часови које предају највећи светски умови. Проширите своје знање у овим категоријама.

Предаје истраживање свемира

Предаје конзервацију

Предаје научно размишљање и комуникацију

како написати резиме филма

Предаје науку о бољем сну