Utazás más bolygókra

Hogyan jussunk el más bolygókra?

Kezdjük az alapokkal. Minden égitestnek van egy vonzáskörzete. Ez a SOI, ami a Sphere of Interest angol nyelvű kifejezés rövidítése. A Kerbal Space Programban ez egy gömb alakú tér az égitest körül, amin belül a program annak az égitestnek gravitációjával számol. A Kerbol rendszerben a bolygók vonzáskörzetei a Kerbol csillag vonzáskörzetén belül, a holdak vonzáskörzetei a bolygók vonzáskörzetén belül helyezkednek el.

Ahhoz hogy egyik bolygótól eljussunk a másikhoz, először is egy gyorsítással ki kell lépni az aktuális bolygó vonzáskörzetéből. Ekkor egy Kerbol körüli pályára kerülünk. Ennek a Kerbol körüli pályának metszenie kell a célbolygó pályáját, méghozzá úgy, hogy az űrjármű és a célbolygó időben éppen egyszerre érjen ehhez a metszésponthoz. Ha ez sikerül akkor a metszéspontban átkerülünk a célbolygó vonzáskörzetébe, ahol egy fékezéssel pályára állhatunk körülötte, vagy akár direkt le is szállhatunk rá.

Tehát ahhoz hogy eljussunk egy másik bolygóhoz:

1. megfelelő időben

2. megfelelő irányban

3. megfelelő mértékben kell kigyorsulni a kiinduló bolygótól.

4. Ha pedig eljutottunk a célbolygóhoz, akkor a bolygóhoz legközelebbi ponton le kell fékezni, ha pályára akarunk állni körülötte.

A leginkább üzemanyag takarékosabb megoldás az, ha a Kerbol-körüli pályánk egy olyan ellipszis lesz aminek a Kerbolhoz legközelebbi és legtávolabbi pontja pont az adott bolygók pályájánál van.

Tehát ha a célbolygó a Kerbol rendszerben beljebb van mint a kiinduló bolygó, akkor az ideális pályánk egy olyan ellipszis aminek a Kerbol-közeli pontja a nagyjából célbolygó pályájánál, a Kerbol távoli pontja nagyjából a kiinduló bolygó pályájánál van. Ehhez a bolygó Kerbol körüli keringési irányához képest hátrafelé kell indítanunk.

Fordított esetben, ha a célbolygó a Kerbol rendszerben kijjebb van mint a kiinduló bolygó, akkor az ideális pályánk egy olyan ellipszis aminek a Kerbol-közeli pontja a nagyjából a kiinduló pályájánál, a Kerbol-távoli pontja nagyjából a célbolygó pályájánál van. Ehhez a bolygó Kerbol körüli keringési irányához képest előre kell indítanunk.

Ekkor az odaút pályája mindkét esetben egy félellipszis lesz.

Hogyan időzíthetjük jól az indítást, hogy utána egy félellipszist befutva találkozzunk a célbolygóval?

jool 2

Kiszámíthatjuk mennyi idő alatt futja be az űrhajó ezt a pályát, majd ismerve az induló és a célbolygó keringési idejét kiszámítható, hogy ez idő alatt a két bolygó mekkora pályát fut be. Ebből már kiszámítható, hogy indításkor a két bolygónak a Kerbol körüli pályájukon milyen szögben kell állniuk egymás között.

Kezdőként nem ezt javaslom.

Próbálgatással is kideríthető, de ezt sem javaslom. Túl hosszadalmas.

Szerintem mindenképp érdemes a Kerbal Alarm Clock modot feltenni, ami pár kattintás után egy pillanat alatt kijelzi, mikor érdemes indulni.

Annak aki nem akar ezért módot feltenni, egy táblázatban foglaltam össze az induló és a célbolygók egymáshoz viszonyított optimális állását az induláshoz. Ezeket hívjuk indítási ablakoknak.

Rajt\Cél

Kerbin

Moho

Eve

Duna

Dres

Jool

Eeloo

Kerbin

-
-250±10°
-55±5°
45±5°
+80±10°
+97±5°
+110±15°

Moho

+75±10°

+60±10°
+90±10°
+105±10°
+110±10°
+115±10°

Eve

+35±5°
-130±10°

+65±5°
+95±10°
+105±5°
+105±10°

Duna

-75±5°
-155±10°
-170±5°

+65±15°
+85±10°
+95±10°

Dres

-330±10°
-30±10°
-205±10°
-145±10°

+55±10°
+70±10°

Jool

-50±5°
-300±10°
-180±10°
-30±10°
-100±10°

+40±20°

Eeloo

-80±15°
-50±15°
-80±15°
-250±15°
-185±15°
-45±10°

Mivel a pályánkat a kiinduló bolygó vonzáskörzetében, annak gravitációja még elhajlítja, ezért az induló manővert nem arra a pontra érdemes tervezni, amikor a bolygó Kerbol körüli menetirányával párhuzamosan halad, hanem valamivel előrébb. Így megspórolhatunk egy kis üzemanyagot. Szomszédos bolygónál kb. 30-60 fokkal, távolabbi bolygónál kb. 10-20 fokkal érdemes visszavenni a manőverpontot a bolygó haladási irányával párhuzamoshoz képest.

palyara

Az induló manőver tervezéséhez tehát a menetiránytól bolygótól függően visszavéve először menetiránynak előre érdemes kihúzni a tervezett manővert, ami a bolygó körüli ellipszispályából bolygót elhagyó manőverré változik, majd felülnézetben kizoomolva addig növelni a tervezett gyorsítás értékét, amíg a kívánt pálya el nem éri a célbolygó pályáját. Amikor a kiinduló és a célbolygó pályasíkja eltér egymástól akkor ez után a normál (fel/le) irányban is be kell állítani, hogy a tervezett pályánk ne a célbolygó alatt vagy felett suhanjon el, a tervezett találkozás pillanatában. Ez után az előre/hátra gyorsítás kis mértékű változtatásával lehet egyre közelebb vinni a találkozási pontot a célbolygóhoz.

palyara 2

Tehát megterveztük az induló manővert. Ha a fokozat már aktív, akkor a műhorizonttól jobbra látható lesz a manőverhez kellő idő és a manőverpontig hátralévő idő. A hajtóművet akkor érdemes indítani amikor a manőverpontig hátralévő idő kb. a manőverhez kellő idő felére csökken.

Miután végrehajtottuk a manővert, gyorsítsuk fel az időt, hogy az űrjárművünk kiérjen az induló bolygó vonzáskörzetéből, Kerbol körüli pályára.

Minél messzebb vagyunk a célbolygótól annál kevesebb üzemanyaggal tudjuk módosítani az érkezés helyét, viszont így a pontosság is csökken, ezért az első pályakorrekciót vagy félúton, vagy a két bolygó pályasíkjának metszéspontjában, azaz a felszálló (An) vagy leszálló (Dn) csomópontokban érdemes végrehajtani. Ekkor először is jelöljük ki a célbolygóhoz legközelebbi pontot, hogy a manőver tervezése közben látható legyen, hogy a tervezett manőverünk közben ez a távolság mennyire változik. Majd egy manőver tervezésével minden irányba folytatott finom próbálkozásokkal próbáljuk ennek a pontnak a célbolygótól való távolságát az általunk kívánt értékhez minél közelebb vinni.

palyara 3

Ha ez teljesen nem sikerül semmi gond, a célbolygó elérése előtt pár nappal egy további ugyanilyen korrekcióval tovább pontosíthatjuk a megérkezés magasságát és irányát. A célbolygót középpontba állítva ilyenkor már érdemes arra is figyelni, hogy egyenlítői, vagy sarki pályára érkezünk majd.

 

palyara 4

Amikor sikeresen beértünk a célbolygó gravitációs terébe, még el kell érni a nekünk megfelelő pályát. Ha minél gazdaságosabban akarunk leszállni, vagy a bolygó holdjait meglátogatni(ha vannak), akkor minél kisebb hajlásszögű, a bolygó forgási irányával megegyező irányú egyenlítői pályát érdemes választani. Amennyiben kutatóműholddal akarunk érceket keresni akkor sarki pályát érdemes választani. Minél kisebb a bolygóhoz viszonyított sebességünk, annál könnyebben tudjuk megváltoztatni a pálya hajlásszögét, így erre a manőverre rögtön a célbolygó vonzáskörzetébe érés után érdemes sort keríteni. Ekkor normál(rózsaszín jelek), illetve radiális (kék jelek)irányú manőverekkel a pályahajlást és a bolygóhoz legközelebbi pont magasságát is be tudjuk állítani.

palyara 5

Ha ez megvan, akkor már nincs más dolgunk, mint egy a pályánk bolygóhoz legközelebbi pontjában végrehajtott fékezéssel a célbolygó körüli pályára állni.

palyara 6

Ha nem akarunk pályára állni akkor a pálya közel-pontját (Pe) ennek megfelelően vehetjük alacsonyabbra is, csak gondoskodjunk az időben végzett fékezésről, legyen az légköri, vagy rakétás.

Nagyobb bolygóknál elsősorban az Eve-nél és a Jool-nál előfordulhat, hogy a bolygó vonzáskörzetébe érve nem tudjuk gazdaságosan elérni a kívánt egyenlítői pálya hajlásszögét. Ekkor ugyanúgy érdemes beállítani a közel-pont (Pe) magasságát, majd a közel-pontban egy kisebb fékezéssel a körpálya helyett egy elliptikus pályára állni, aminek a felszálló (An)vagy a leszálló (Dn) csomópontja minél magasabban van. Ezután a magasabban lévő csomópontban végrehajtott normál irányú (rózsaszín jelek) manőverrel viszonylag gazdaságosan (az Eve-nél azért ez több száz m/s is lehet) lehet módosítani a pálya hajlásszögét. Ez után a pálya közel-pontján (Pe) végrehajtott újabb fékezéssel a körpálya kialakítható.

Hasznos Modok:

ksp.olex.biz

Nem teljesen pontos, nem veszi figyelembe a bolygók pályasíkjainak az eltérését, ami főleg a Moho és az Eeloo küldetéseknél fontos. Viszont nagyon látványosan mutatja meg, hogy egy adott bolygóhoz induláskor az induló és a célbolygónak hogyan kell állniuk egymáshoz képest, valamint hogy a bolygó körül, egyenlítői pályán keringve, a bolygó menetirányához képest hova kell betervezni a kellő gyorsítást.

http://alexmoon.github.io/ksp/

Az adott KSP-beli dátumhoz képest képes megadni az indulás és az érkezés optimális időpontját, valamint az induláshoz szükséges gyorsítás és a célbolygó körüli pályára álláshoz szükséges fékezés nagyságát és irányát. Figyelembe veszi a bolygók pályasíkjainak az eltérését is. Képes az optimálishoz képest eltérő, gyorsabb (cserébe nagyobb üzemanyag-igényű) pályák tervezésére is.

Végül a bolygóközi pályák számításának alapjai angol nyelven: http://www.braeunig.us/space/

A cikket írta: Zsombok Gábor

 

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.