彩云之上旧城坦克
第242章 进入地月转移轨道
小
大
近地点为200公里、远地点为38万公里的椭圆轨道，左焦点为地球、右焦点为月球。
当航天器以7.9km/s的速度从近地点出发时，根据能量守恒定律，远地点大约还剩1.02km/s的速度；
而月球的第一宇宙速度为1.68km/s。
倘若航天器在此处脱离轨道，即使能被月球引力顺利捕获，但还有头破血流的硬着陆！
迎接它的将是灾难。
那么以11.2km/s的速度从近地点出发呢？
载荷设计部对此做过推算，当航天器抵达远地点时是2.4km/s，远远超出了月球的第二宇宙速度——2.38km/s。
也就是说无法被月球引力捕获，更无法在月表附近做匀速圆周运动。
秦宇说道：“这还仅是考虑地球的单体引力问题，别忘了还有月球引力。”
他指着全息投影上的两颗星球介绍起来，
“摆渡车1号围绕200x38万公里的轨道做运动时，虽然离地球越来越远，根据牛顿定律、开普勒定律、万有引力定律和能量守恒定律，它的速度会越来越慢。”
“但同时别忘了，它离谁越来越近？月球！”
“在这个过程中，摆渡车1号对于月球的势能不断减小、动能逐渐增加，于是又受到月球引力的作用开始加速！”
“总而言之，这是一个涉及庞大变数的过程，摆渡车1号在减速的同时也在进行加速。”
“虽然这个速度相对于飞离地球时，相差甚远，但对于1.68~2.38km/s的月球宇宙速度而言，任何一点参数的改变，都决定着任务成功与否。”
“速度太慢，会导致摆渡车1号砸向月球；速度太快，又容易与月球擦肩而过。”
“这还仅是考虑二体问题，假如再加上太阳的引力呢，三体问题就更复杂了……”
秦宇滔滔不绝的讲着，高翰林和陈娇龙等人倒是听得聚精会神，而李圳南和明毅俩人明显宕机了，傻在座位上。
半晌，教师之魂附体的秦总才止住话头，望向木若呆鸡的两人，意识到自己讲的有些超纲了。
他言简意赅道：“虽然三体问题更复杂，但只要调整好参数，还是可以解决的。事实上你们所看到的、7号地月转移轨道之前的六条，其实大有深意。”
秦宇尽可能用一种通俗易懂的方式告诉他们，
“1号200x200公里的停泊轨道、2号200x3.6万公里的同步转移轨道，就不多说了，这俩都是平平无奇且最常用的工具人轨道。”
“3号200x5.1万公里、4号200x8.5万公里、5号200x13.5万公里，以及6号备用轨道，这四条除了叫霍曼转移轨道之外，还有个专属名词——调相轨道！”
“调相轨道的含义很简单，就是在这条轨道上，通过调整自身的相位参数，以确保在合适的时间转移轨道、并获得足够的速度增量。”
“本次我们选定的3、4、5轨道，便分别是周期为18h、24h、48h的调相轨道，可以有充足的时间精确控制摆渡车1号的轨道参数。”
说到这里，秦宇顿了顿，将手指向月球的全息投影，
“既然不确定地月转移轨道的出发速度是多少，调相轨道的另一个作用，就是帮我们检验远地点的速度，是否可以被月球引力捕获！”
“譬如4号轨道，200x8.5万公里，即摆渡车1号在远地点距离地球8.5万公里，那么离月球就是(38-8.5)=29.5万公里，这里的第一宇宙速度是1.09km/s。”
“三条调相轨道，其实就相当于三次理论验证，来验证摆渡车1号在近地点的加速，能否在远地点被月球引力捕获到。”
“当然凭月球的引力场，不会影响到29.5万公里，但这些调相轨道会渐渐的帮我们捋清三体问题，来确保真正实施地月转移时，不会有任何纰漏……”
李圳南隐隐听明白了，“是不是类似游戏里的三条命？”
明毅打断道：“圳南，你这就扯远了，三次调相轨道就相当于模拟了三次靠近月球的过程，要比电脑模拟可靠多了，是这个意思吧？”
秦宇耸了耸肩，“意思差不多如此，总之，根据目前的轨道参数，等到最后一次调相轨道结束，摆渡车1号将以10.9km/s的速度，冲进地月转移轨道，足矣抵达月球！”
李圳南好奇道：“这得是多少马赫？”
“32马赫。”
他跟明毅对视一眼，皆是瞳孔地震，倒吸一口凉气。
明毅说：“这个速度，也太快了吧？”
李圳南说：“这不得给月球砸出一个大坑？”
“按照从京都到纽约的距离来算，大约仅需要16分钟，同等路程坐飞机的话大概要16小时。”
秦宇友情估算了一下，随即正色道：“但32马赫的速度，抵达月球后估计会衰减到2.3km/s，也就是6.7马赫，不会产生多少威胁。真正应该担心的是回程，毕竟它从月球返回地球，才是实打实的32马赫！”
于是李圳南改口道：“这不得给地球砸出一个大坑？”
秦宇说：“很简单，让它减速就行了。”
“32马赫啊，航天器要是有刹车片这种玩意，估计都得熔化了吧？”明毅说。
“既然人力做不到完美减速，那就利用天道呗。”
秦宇说完，做了个抛石子的动作，“有一种减速方式，叫空中打水漂，通过大气摩擦来降低航天器的速度，虽然比较麻烦，但是很实用！”
“打水漂？”李圳南脑袋里想象着类似的画面。
明毅提了个问题，
“从近地点以10.9km/s速度出发，到月球的速度是2.3km/s，刚好擦着第二宇宙速度2.38km/s的红线被月球引力捕获。”
“既然如此，何不降低一下近地点的速度，使之到月球的速度略微高于1.68km/s的第一宇宙速度呢？这样不也是能进入月球轨道？”
这个问题并不难解答，秦宇说道：
“摆渡车1号从地球出发的速度，要求限制在7.9~11.2km/s，而抵达月球时的速度要在1.68~2.38km/s之间。”
“如果初始速度较低的话，一旦途中出现某些干扰因素，我们还需要编辑新的加速指令。而新指令在近地点200公里注入、和在38万公里注入，效率是远远不同的。”
“而如果要临时点火加速的话，意味着多浪费一次发动机的重启机会。尽管摆渡车1号为此次任务做了不少改进，无论电池还是启动次数都有了提高。”
“但是没必要因为速度不达标，而去浪费宝贵的点火机会。”
“相比之下，给一个较大的初始速度，然后依靠12台液氧甲烷的姿轨发动机慢慢反推减速，就简单多了……”
李圳南和明毅若有所思的点了点头。
指挥厅的大屏上，随着摆渡车1号渐行渐远，椭圆的绿色理论轨道延伸到8.5万公里外，还需要很长一段时间才能抵达。
为了不耽误发射场其余卫星订单的发射，秦宇让高翰林安排了两班岗，为地月转移轨道的任务专门值班。
其余在岗人员则释放出去，正常执行发射任务。
096工位的主管周武、以及097工位的主管童骁，外加海上发射船的负责人陈百成，三管齐下，在摆渡车1号‘探月’期间成功执行了几次发射活动。
高翰林主抓摆渡车1号的变轨过程。
【t+56:10:30】
火箭经4号轨道加速后，进入5号200x13.5万公里的霍曼转移轨道。
【t+105:09:11】
星火三号发射超过105小时后，在载荷设计部精确的轨道计算和微操下，摆渡车1号上面级火箭搭载着天鸽系列01~03星，顺利加速至10.9km/s。
并在未启用‘备用调相轨道’的情况下，成功抬升轨道高度，进入了200x38万公里的地月转移轨道！
当航天器以7.9km/s的速度从近地点出发时，根据能量守恒定律，远地点大约还剩1.02km/s的速度；
而月球的第一宇宙速度为1.68km/s。
倘若航天器在此处脱离轨道，即使能被月球引力顺利捕获，但还有头破血流的硬着陆！
迎接它的将是灾难。
那么以11.2km/s的速度从近地点出发呢？
载荷设计部对此做过推算，当航天器抵达远地点时是2.4km/s，远远超出了月球的第二宇宙速度——2.38km/s。
也就是说无法被月球引力捕获，更无法在月表附近做匀速圆周运动。
秦宇说道：“这还仅是考虑地球的单体引力问题，别忘了还有月球引力。”
他指着全息投影上的两颗星球介绍起来，
“摆渡车1号围绕200x38万公里的轨道做运动时，虽然离地球越来越远，根据牛顿定律、开普勒定律、万有引力定律和能量守恒定律，它的速度会越来越慢。”
“但同时别忘了，它离谁越来越近？月球！”
“在这个过程中，摆渡车1号对于月球的势能不断减小、动能逐渐增加，于是又受到月球引力的作用开始加速！”
“总而言之，这是一个涉及庞大变数的过程，摆渡车1号在减速的同时也在进行加速。”
“虽然这个速度相对于飞离地球时，相差甚远，但对于1.68~2.38km/s的月球宇宙速度而言，任何一点参数的改变，都决定着任务成功与否。”
“速度太慢，会导致摆渡车1号砸向月球；速度太快，又容易与月球擦肩而过。”
“这还仅是考虑二体问题，假如再加上太阳的引力呢，三体问题就更复杂了……”
秦宇滔滔不绝的讲着，高翰林和陈娇龙等人倒是听得聚精会神，而李圳南和明毅俩人明显宕机了，傻在座位上。
半晌，教师之魂附体的秦总才止住话头，望向木若呆鸡的两人，意识到自己讲的有些超纲了。
他言简意赅道：“虽然三体问题更复杂，但只要调整好参数，还是可以解决的。事实上你们所看到的、7号地月转移轨道之前的六条，其实大有深意。”
秦宇尽可能用一种通俗易懂的方式告诉他们，
“1号200x200公里的停泊轨道、2号200x3.6万公里的同步转移轨道，就不多说了，这俩都是平平无奇且最常用的工具人轨道。”
“3号200x5.1万公里、4号200x8.5万公里、5号200x13.5万公里，以及6号备用轨道，这四条除了叫霍曼转移轨道之外，还有个专属名词——调相轨道！”
“调相轨道的含义很简单，就是在这条轨道上，通过调整自身的相位参数，以确保在合适的时间转移轨道、并获得足够的速度增量。”
“本次我们选定的3、4、5轨道，便分别是周期为18h、24h、48h的调相轨道，可以有充足的时间精确控制摆渡车1号的轨道参数。”
说到这里，秦宇顿了顿，将手指向月球的全息投影，
“既然不确定地月转移轨道的出发速度是多少，调相轨道的另一个作用，就是帮我们检验远地点的速度，是否可以被月球引力捕获！”
“譬如4号轨道，200x8.5万公里，即摆渡车1号在远地点距离地球8.5万公里，那么离月球就是(38-8.5)=29.5万公里，这里的第一宇宙速度是1.09km/s。”
“三条调相轨道，其实就相当于三次理论验证，来验证摆渡车1号在近地点的加速，能否在远地点被月球引力捕获到。”
“当然凭月球的引力场，不会影响到29.5万公里，但这些调相轨道会渐渐的帮我们捋清三体问题，来确保真正实施地月转移时，不会有任何纰漏……”
李圳南隐隐听明白了，“是不是类似游戏里的三条命？”
明毅打断道：“圳南，你这就扯远了，三次调相轨道就相当于模拟了三次靠近月球的过程，要比电脑模拟可靠多了，是这个意思吧？”
秦宇耸了耸肩，“意思差不多如此，总之，根据目前的轨道参数，等到最后一次调相轨道结束，摆渡车1号将以10.9km/s的速度，冲进地月转移轨道，足矣抵达月球！”
李圳南好奇道：“这得是多少马赫？”
“32马赫。”
他跟明毅对视一眼，皆是瞳孔地震，倒吸一口凉气。
明毅说：“这个速度，也太快了吧？”
李圳南说：“这不得给月球砸出一个大坑？”
“按照从京都到纽约的距离来算，大约仅需要16分钟，同等路程坐飞机的话大概要16小时。”
秦宇友情估算了一下，随即正色道：“但32马赫的速度，抵达月球后估计会衰减到2.3km/s，也就是6.7马赫，不会产生多少威胁。真正应该担心的是回程，毕竟它从月球返回地球，才是实打实的32马赫！”
于是李圳南改口道：“这不得给地球砸出一个大坑？”
秦宇说：“很简单，让它减速就行了。”
“32马赫啊，航天器要是有刹车片这种玩意，估计都得熔化了吧？”明毅说。
“既然人力做不到完美减速，那就利用天道呗。”
秦宇说完，做了个抛石子的动作，“有一种减速方式，叫空中打水漂，通过大气摩擦来降低航天器的速度，虽然比较麻烦，但是很实用！”
“打水漂？”李圳南脑袋里想象着类似的画面。
明毅提了个问题，
“从近地点以10.9km/s速度出发，到月球的速度是2.3km/s，刚好擦着第二宇宙速度2.38km/s的红线被月球引力捕获。”
“既然如此，何不降低一下近地点的速度，使之到月球的速度略微高于1.68km/s的第一宇宙速度呢？这样不也是能进入月球轨道？”
这个问题并不难解答，秦宇说道：
“摆渡车1号从地球出发的速度，要求限制在7.9~11.2km/s，而抵达月球时的速度要在1.68~2.38km/s之间。”
“如果初始速度较低的话，一旦途中出现某些干扰因素，我们还需要编辑新的加速指令。而新指令在近地点200公里注入、和在38万公里注入，效率是远远不同的。”
“而如果要临时点火加速的话，意味着多浪费一次发动机的重启机会。尽管摆渡车1号为此次任务做了不少改进，无论电池还是启动次数都有了提高。”
“但是没必要因为速度不达标，而去浪费宝贵的点火机会。”
“相比之下，给一个较大的初始速度，然后依靠12台液氧甲烷的姿轨发动机慢慢反推减速，就简单多了……”
李圳南和明毅若有所思的点了点头。
指挥厅的大屏上，随着摆渡车1号渐行渐远，椭圆的绿色理论轨道延伸到8.5万公里外，还需要很长一段时间才能抵达。
为了不耽误发射场其余卫星订单的发射，秦宇让高翰林安排了两班岗，为地月转移轨道的任务专门值班。
其余在岗人员则释放出去，正常执行发射任务。
096工位的主管周武、以及097工位的主管童骁，外加海上发射船的负责人陈百成，三管齐下，在摆渡车1号‘探月’期间成功执行了几次发射活动。
高翰林主抓摆渡车1号的变轨过程。
【t+56:10:30】
火箭经4号轨道加速后，进入5号200x13.5万公里的霍曼转移轨道。
【t+105:09:11】
星火三号发射超过105小时后，在载荷设计部精确的轨道计算和微操下，摆渡车1号上面级火箭搭载着天鸽系列01~03星，顺利加速至10.9km/s。
并在未启用‘备用调相轨道’的情况下，成功抬升轨道高度，进入了200x38万公里的地月转移轨道！