Hohmann-överföringsbana

Inom banmekaniken innebär en Hohmann-överföringsbana att en rymdfarkost flyttas mellan olika banhöjder. Det är den mest bränslesnåla metoden eftersom rymdfarkosten inte försöker undkomma planetens gravitation utan använder en elliptisk bana för överföringen.

Ett skepp som använder detta skulle behöva tillämpa två hastigheter, en för att gå in i den elliptiska banan och en för att gå in i den andra banan.

  En simulering av en Hohmann-överföringsbana  Zoom
En simulering av en Hohmann-överföringsbana  

Beräkning

Om man antar att rymdfarkostens massa är mycket lägre än den omgivande planetens, kan de två hastigheterna Δ v 1 {\displaystyle \Delta v_{1}}{\displaystyle \Delta v_{1}} och Δ v 2 {\displaystyle \Delta v_{2}} {\displaystyle \Delta v_{2}}kan lösas på följande sätt:

Δ v 1 = M G r 1 ( 2 r 2 r 1 + r 2 - 1 ) , {\displaystyle \Delta v_{1}={\sqrt {\frac {MG}{r_{1}}}}\left({\sqrt {\frac {2r_{2}}{r_{1}+r_{2}}}}-1\right),}

{\displaystyle \Delta v_{1}={\sqrt {\frac {MG}{r_{1}}}}\left({\sqrt {\frac {2r_{2}}{r_{1}+r_{2}}}}-1\right),}

Δ v 2 = M G r 2 ( 1 - 2 r 1 r 1 r 1 + r 2 ) , {\displaystyle \Delta v_{2}={\sqrt {\frac {MG}{r_{2}}}}\left(1-{\sqrt {\frac {2r_{1}}{r_{1}+r_{2}}}}\,\,\right),}

{\displaystyle \Delta v_{2}={\sqrt {\frac {MG}{r_{2}}}}\left(1-{\sqrt {\frac {2r_{1}}{r_{1}+r_{2}}}}\,\,\right),}

där

  • M {\displaystyle M}{\displaystyle M} är planetens massa,
  • G {\displaystyle G}{\displaystyle G} är den universella gravitationskonstanten, och
  • r 1 {\displaystyle r_{1}}}{\displaystyle r_{1}} och r 2 {\displaystyle r_{2}}{\displaystyle r_{2}} är de ursprungliga och slutliga avstånden från planetens centrum.
 

Applikationer

  • Satelliter kan flyttas till rätt höjd med hjälp av en Hohmann-överföringsbana.
  • En månöverföringsbana (LTO) används för att nå månen.
  • Det interplanetära transportnätverket använder mer än en kropp och kräver lägre hastighetsförändringar och därmed mindre bränsle.
 

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3