Spouštěcí okno - Launch window

Animace Insight ‚s trajektorie
   InSight  ·   Země  ·   Mars
Startovací okna Marsu a vzdálenost od Země

V kontextu vesmírných letů je odpalovací období sběr dní a odpalovací okno je časové období v daný den, během kterého musí být konkrétní raketa vypuštěna, aby dosáhla svého zamýšleného cíle. Pokud raketa není spuštěna v daném okně, musí počkat na okno následující den období. Startovací období a startovací okna jsou velmi závislé jak na schopnosti rakety, tak na oběžné dráze, na kterou směřuje.

Obdobím startu se rozumí dny, kdy může raketa vystřelit, aby dosáhla zamýšlené dráhy. Mise může mít období 365 dní v roce, několik týdnů každý měsíc, několik týdnů každých 26 měsíců (např. Spouštěcí období Marsu), nebo krátké období, které se nebude opakovat.

Spouštěcí okno označuje časový rámec v daný den v době startu, který může raketa vypustit, aby dosáhla zamýšlené oběžné dráhy. Může to být krátká sekunda (označovaná jako okamžité okno) nebo dokonce celý den. Z provozních důvodů je okno téměř vždy omezeno na ne více než několik hodin. Spouštěcí okno se může natáhnout na dva kalendářní dny (např. Začátek v 23:46 a konec v 12:14). Spouštěcí okna jsou zřídka přesně stejné časy každý den.

Spouštěcí okna a spouštěcí období se často používají zaměnitelně ve veřejné sféře, a to i v rámci stejné organizace. Tyto definice však používají ty, které používají NASA (a další vesmírné agentury), ředitelé startů a analytici trajektorie.

Spouštěcí období

Chcete-li přejít na jinou planetu pomocí jednoduché nízkoenergetické oběžné dráhy Hohmann , pokud není excentricita oběžných drah faktorem, jsou perioda startu periodická podle synodického období ; například v případě Marsu je toto období 780 dnů (2,1 roku). Ve složitějších případech, včetně použití gravitačních praků , jsou doby spouštění nepravidelné. Někdy se vyskytnou vzácné příležitosti, například když Voyager 2 využil planetárního vyrovnání, ke kterému došlo jednou za 175 let, aby navštívil Jupiter , Saturn , Uran a Neptun . Pokud je taková příležitost promarněna, může být vybrán jiný cíl. Například ESA ‚s Rosetta mise byla původně určena pro komety 46P / Wirtanen , ale launcher problém ji opožděné a nový cíl měl být vybrán (kometa 67P / Churyumov-Gerasimenko ).

Spouštěcí období se často počítají z porkchopových grafů , které ukazují delta-v potřebné k dosažení mise vynesené proti době spuštění.

Spouštěcí okno

Spouštěcí okno je definováno prvním spouštěcím bodem a koncovým spouštěcím bodem. Může to být spojité (tj. Schopné spustit každou sekundu ve spouštěcím okně) nebo to může být soubor diskrétních okamžitých bodů mezi otevřením a zavřením. Startovací okna a dny se obvykle počítají v UTC a poté se převádějí na místní čas, kde se nacházejí operátoři raket a kosmických lodí (často se jedná o několik časových pásem pro starty z USA).

U výletů na velmi libovolné oběžné dráhy Země není nutná žádná konkrétní doba startu. Pokud má ale kosmická loď v úmyslu setkat se s objektem, který je již na oběžné dráze, musí být vypuštění pečlivě načasováno tak, aby proběhlo v době, kdy oběžná rovina cílového vozidla protíná místo vypuštění.

Družice pro pozorování Země jsou často vypouštěny na sluneční synchronní dráhy, které jsou téměř polární . U těchto oběžných drah se spouštěcí okno objevuje v denní době, kdy je místo spouštěcího místa vyrovnáno s rovinou požadované oběžné dráhy. Zahájení v jiném čase by vyžadovalo manévr změny orbitální roviny, který by vyžadoval velké množství pohonné látky.

U startů nad nízkou oběžnou dráhou Země (LEO) může být skutečný čas startu poněkud flexibilní, pokud se použije parkovací oběžná dráha , protože sklon a čas, který kosmická loď původně stráví na parkovací oběžné dráze, lze měnit. Podívejte se na spouštěcí okno používané kosmickou lodí Mars Global Surveyor na planetu Mars v [1] .

Okno okamžitého spuštění

Dosažení správné oběžné dráze vyžaduje správné vzestup tohoto vzestupného uzlu (Raan). RAAN se nastavuje změnou doby startu a čekáním na rotaci Země, dokud nebude ve správné poloze. U misí s velmi specifickými oběžnými drahami, jako je setkávání s Mezinárodní vesmírnou stanicí , může být spouštěcím oknem jediný okamžik v čase, známý jako okamžité spouštěcí okno.

Trajektorie jsou naprogramovány do nosné rakety před startem. Nosná raketa bude mít cíl a naváděcí systém změní příkazy řízení, aby se pokusil dostat do konečného koncového stavu. Alespoň jedna proměnná (apogee, perigee, sklon atd.) Musí zůstat volná, aby mohla změnit hodnoty ostatních, jinak by byla dynamika přetížená . Okno okamžitého spuštění umožňuje RAAN být nekontrolovanou proměnnou. Zatímco některé kosmické lodě, například horní stupeň Centaurů, mohou řídit a upravovat svůj RAAN po startu, výběrem okna okamžitého startu lze předem určit RAAN pro naváděcí systém kosmické lodi.

Specifické problémy

Mise raketoplánu na Mezinárodní vesmírnou stanici byly omezeny výřezem v úhlu beta . Beta úhel ( ) je definován jako úhel mezi rovinou oběžné dráhy a vektorem ze Slunce. Kvůli vztahu mezi beta úhlem obíhajícího objektu (v tomto případě ISS) a procentem jeho oběžné dráhy, které je vynaloženo na sluneční světlo, je tento beta úhel ovlivněn výrobou sluneční energie a tepelnou kontrolou. O starty raketoplánu na ISS se obvykle pokoušelo, pouze když byla ISS na oběžné dráze s úhlem beta menším než 60 stupňů.

Viz také

Reference