Ano ang Hohmann Transfer? Kinakalkula ang Hohmann Transfer para sa Orbits

Ang mga spaceship at satellite ay madalas na ginagamit upang i-orbit ang mga celestial na katawan, maging iyon ang buwan, isang malayong planeta, o ang Earth mismo. Ngunit hindi lahat ng mga orbit ay pareho. Ang mga orbit sa mababang altitudes ay nangangailangan ng iba`t ibang mga bilis at paggasta ng enerhiya kaysa sa mga orbit sa mataas na altitude. Sa sandaling ang isang bagay ay umiikot sa isang tukoy na altitude, ginagawang mas madali ng mga batas ng pagkawalang-galaw na mapanatili ang orbit na iyon. Ngunit ang pagbabago ng altitude ng orbit ay medyo kumplikado. Sa kasamaang palad, ang mga modernong physicist ay may isang pamamaraan upang gawing posible ang ganoong bagay: ang paglipat ng Hohmann.

Tumalon Sa Seksyon

• Ano ang Hohmann Transfer?
• Paano Gumagana ang Hohmann Transfer?
• Paano Nalalapat ang Transfer ng Hohmann sa International Space Station?
• Paano Ginagamit ang Hohmann Transfer sa Interplanetary Travel?
• Matuto Nang Higit Pa Tungkol sa MasterClass ni Chris Hadfield

Ang dating kumander ng International Space Station ay nagtuturo sa iyo ng agham ng paggalugad sa kalawakan at kung ano ang hinaharap.

Ano ang Hohmann Transfer?

Ang paglipat ng Hohmann ay isang sistema ng pagpapaputok ng mga rocket na ginagamit ng mga physicist upang ilipat ang isang spacecraft sa isang iba't ibang altitude ng orbit. Upang maunawaan kung paano gumagana ang paglipat ng Hohmann, mahalagang maunawaan ang mas malawak na prinsipyo ng orbital na mekanika.

Ang orbital mekanika ay isang term para sa matematika kung saan binabago ng isang sasakyang pangalangaang orbit. Para sa mga bagay na nasa orbit, mas malapit ang mga ito sa bagay na kanilang inu orbit, mas mabilis silang maglakbay sa paligid nito. Nalalapat ito sa anumang bagay na umiikot sa iba pa:

• Daigdig na umiikot sa araw
• Ang buwan na umiikot sa Daigdig
• Isang sasakyang panghimpapawid na umiikot sa isang planeta

Sa mga mekanika ng orbital, ang mga konsepto ng pagpapabilis at pagbagal ay kumplikado at kontra. Sa orbit, ang pagpapaputok ng iyong mga makina ay pasulong sa iyo sa isang mas mataas na orbit, na nangangahulugang pinabagal mo, dahil ang mga bagay sa isang mas mataas na orbit ay mas mabagal kumilos. Upang makapabilis, kailangan mong bumagal at mahulog sa isang mas mababang orbit.

Kung mas malayo ka mula sa Earth, mas hindi gaanong pinalaki ang epektong ito. Kapag nakakuha ka ng sapat na malayo sa Earth, ang mga kamag-anak na epekto ng orbital mekanika ay napakababa na maaari kang mag-navigate na parang pinapatakbo mo ang iyong sasakyang pangalangaang sa malalim na espasyo.

all purpose flour hanggang bread flour

Paano Gumagana ang Hohmann Transfer?

Ang paglipat ng Hohmann ay ang pinakakaraniwang ginagamit na pamamaraan upang ilipat ang isang sasakyang pangalangaang mula sa isang mas mababang orbit patungo sa isang mas mataas.

Noong 1920s, ang Aleman na inhinyero na si Walter Hohmann, na inspirasyon ng science fiction, ay kinakalkula ang pinakamabisang paraan upang lumipat sa isang mas mataas na orbit.

• Ang paglilipat ng Hohmann ay gumagana sa pamamagitan ng pagpapaputok ng mga rocket engine nang isang beses sa isang tiyak na punto sa mas mababang orbit. Ang pagpapaputok na ito ay nagdaragdag ng enerhiya sa orbit at itinutulak ang sasakyang pangalangaang na mas malayo mula sa Earth, binabago ang orbit nito mula sa isang pabilog na orbita sa isang hugis-itlog na orbita.
• Sa puntong iyon ng bagong hugis-itlog na orbita kung saan ang sasakyang pangalangaang ay pinakamalayo mula sa Daigdig, pinaputukan muli ng mga tauhan ang mga makina ng rocket, at ang hugis-itlog na orbita ay bumalik sa isang bilog-ang isang ito ay mas malayo sa Earth kaysa sa huli.

Ang paglilipat ng Hohmann ay ang pamantayan ng industriya para sa pinakamabilis na paglipat ng orbital na mahusay sa enerhiya, at nalalapat ito kahit gaano kalayo ang iyong paglalakbay. Kung ang isang sasakyang pangalangaang sa orbit ay pinaputok ang makina nito sapat na, sa kalaunan ay mabilis itong mabilis upang lumipad palayo sa malalim na kalawakan, na makatakas sa gravity ng planeta. Ang bilis na iyon, na tinawag na bilis ng pagtakas, ay simpleng square root na 2, o 41% na mas mabilis kaysa sa bilis ng orbital.

Paano Nalalapat ang Transfer ng Hohmann sa International Space Station?

Ang paglipat ng Hohmann ay ginagamit ng mga tauhan ng International Space Station (ISS). Dahil sa maliliit na piraso ng hangin sa paligid ng ISS, ang istasyon ay nakuha pabalik sa Earth kailanman nang kaunti habang umiikot ito. Upang maiwasan ang isang patuloy na pag-ikot papasok sa Earth, ang mga tauhan na nakasakay sa ISS o Mission Control ay dapat na pinaputok ang mga makina nito nang madalas upang ilipat ito sa isang mas mataas na orbit.

Paano Ginagamit ang Hohmann Transfer sa Interplanetary Travel?

Sabihin nating sinusubukan mong magpadala ng isang spacecraft mula sa Earth hanggang Mars, at nais mong gawin ito nang mahusay hangga't maaari. Upang magawa ito, sinasamantala ng mga siyentista ang katotohanan na ang spacecraft ay nasa orbit na bago ito ilunsad. Paano ito totoo? Ang dahilan ay ang spacecraft ay nakaupo sa Earth, at ang Earth ay umiikot sa araw.

5 yugto ng pag-unlad ng grupo ni tuckman

Ang Mars ay umiikot din sa araw, ngunit sa mas malaking distansya (o altitude sa itaas ng araw). Ginagamit ng mga siyentista ang mga Earthly at Martian orbit upang maitaguyod ang kilala bilang isang perihelion at isang aphelion.

• Ang perihelion (pinakamalapit na paglapit sa araw) ay nasa distansya ng orbit ng Earth
• Ang aphelion (pinakamalayong distansya mula sa araw) ay nasa distansya ng orbit ng Mars

Ang mga siyentista ay nagdidisenyo ng isang orbit para sa rocket na isasama pareho ang perihelion at ang aphelion. Sa madaling salita, ang rocket, sa isang solong orbit ng araw, ay sasabay sa orbit ng Earth sa simula ng paglalakbay nito at sasabay sa orbit ng Mars sa pagtatapos ng paglalakbay nito. Ito ay kilala bilang isang orden ng Hohmann Transfer. Ang tiyak na bahagi ng solar orbit ng rocket na dinadala ito mula sa Earth hanggang Mars ay tinatawag na trajectory nito.

Matuto nang higit pa tungkol sa paggalugad sa kalawakan sa dating astronaut na Chris Hadfield's MasterClass.

MasterClass

Iminungkahi para sa Iyo

Mga klase sa online na itinuro ng pinakadakilang isip ng mundo. Palawakin ang iyong kaalaman sa mga kategoryang ito.

Nagtuturo sa Paggalugad sa Puwang

Nagtuturo ng Conservation

Nagtuturo ng Pang-agham na Pag-iisip at Komunikasyon

paano magluto ng maiikling tadyang ng baka sa oven

Nagtuturo sa Agham ng Mas Mahusay na Pagtulog