Maniobra orbital


En los vuelos espaciales , una maniobra orbital (también conocida como quemadura ) es el uso de sistemas de propulsión para cambiar la órbita de una nave espacial . Para las naves espaciales alejadas de la Tierra (por ejemplo, aquellas en órbitas alrededor del Sol), una maniobra orbital se llama maniobra en el espacio profundo (DSM) . [ no verificado en el cuerpo ]

La ecuación del cohete Tsiolkovsky , o ecuación ideal del cohete, es una ecuación que es útil para considerar vehículos que siguen el principio básico de un cohete : donde un dispositivo que puede aplicarse aceleración a sí mismo (un empuje ) expulsando parte de su masa con alta velocidad y moviéndose debido a la conservación del impulso . Específicamente, es una ecuación matemática que relaciona el delta-v (el cambio máximo de velocidad del cohete si no actúan otras fuerzas externas) con la velocidad de escape efectiva y la masa inicial y final de un cohete (u otro motor de reacción ).

El cambio aplicado en la velocidad de cada maniobra se denomina delta-v ( ).

El delta-v para todas las maniobras esperadas se estima para una misión. Se resumen en un presupuesto delta-v . Con una buena aproximación del presupuesto delta-v, los diseñadores pueden estimar los requisitos de combustible a carga útil de la nave espacial utilizando la ecuación del cohete .

Una "maniobra impulsiva" es el modelo matemático de una maniobra como un cambio instantáneo en la velocidad de la nave espacial (magnitud y / o dirección) como se ilustra en la figura 1. Es el caso límite de una quemadura para generar una cantidad particular de delta-v , ya que el tiempo de combustión tiende a cero.

En el mundo físico no es posible ningún cambio verdaderamente instantáneo en la velocidad, ya que esto requeriría una "fuerza infinita" aplicada durante un "tiempo infinitamente corto", pero como modelo matemático en la mayoría de los casos describe muy bien el efecto de una maniobra en la órbita.


Relaciones de masa del cohete frente a la velocidad final calculada a partir de la ecuación del cohete
Figura 1: Aproximación de una maniobra de empuje finito con un cambio impulsivo en la velocidad
Las trayectorias que permitieron a la nave espacial Voyager gemela de la NASA recorrer los cuatro planetas gigantes gaseosos y alcanzar la velocidad para escapar de nuestro sistema solar.
Órbita de transferencia de Hohmann
Transferencia bielíptica de órbita circular azul a roja
Géminis 7 fotografiado desde Géminis 6 en 1965