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Parcela de chuletas de cerdo

Diagrama de chuletas de cerdo representativo de la oportunidad de lanzamiento a Marte en 2005 (eje horizontal: fechas de salida en notación mm/dd , eje vertical: fechas de llegada (mm/dd))

Un contorno azul dado representa una solución con una constante C 3 .

El centro de la chuleta de cerdo es la solución óptima para el C 3 más bajo .

Las líneas rojas representan viajes con el mismo tiempo de recorrido para la trayectoria.

Las líneas verdes representan el ángulo entre el Sol y la Tierra y la sonda en el momento de la salida. [ aclaración necesaria ]

En mecánica orbital , un diagrama de chuleta de cerdo (también diagrama de chuleta de cerdo ) es un gráfico que muestra curvas de nivel de energía característica igual (C 3 ) contra combinaciones de fecha de lanzamiento y fecha de llegada para un vuelo interplanetario en particular. [1] El gráfico muestra los rangos de energía característicos en zonas alrededor de los mínimos locales , que se asemejan a la forma de una rodaja de chuleta de cerdo.

Al examinar los resultados del diagrama de porkchop, los ingenieros pueden determinar cuándo existe una oportunidad de lanzamiento (una " ventana de lanzamiento ") que sea compatible con las capacidades de una nave espacial en particular. [2] Un contorno dado, llamado curva de porkchop , representa la constante C 3 , y el centro de la curva de porkchop el mínimo óptimo C 3 . Los elementos orbitales de la solución, donde los valores fijos son la fecha de salida, la fecha de llegada y la duración del vuelo, fueron resueltos matemáticamente por primera vez en 1761 por Johann Heinrich Lambert , y la ecuación se conoce generalmente como el problema (o teorema) de Lambert . [1]

Matemáticas

La forma general de energía característica se puede calcular como:

donde es la velocidad orbital cuando la distancia orbital tiende al infinito. Nótese que, como la energía cinética es , C 3 es de hecho igual al doble de la magnitud de la energía orbital específica , , del objeto que escapa.

Usar

Para el programa Voyager , los ingenieros del JPL trazaron alrededor de 10.000 trayectorias potenciales utilizando diagramas de porkchop, de los cuales seleccionaron alrededor de 100 que eran óptimas para los objetivos de la misión. Los diagramas les permitieron reducir o eliminar los encuentros planetarios que tenían lugar durante las vacaciones de Acción de Gracias o Navidad , y planificar la finalización de los objetivos principales de la misión antes del final del año fiscal 1981. [3]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Goldman, Elliot. "Optimización de la ventana de lanzamiento: la misión Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de 2005". Centro de Investigación en Astrodinámica de Colorado . Archivado desde el original el 13 de abril de 2017. Consultado el 30 de diciembre de 2007 .
  2. ^ "'Chuletas de cerdo' es el primer plato del menú de un viaje a Marte". NASA . Consultado el 30 de diciembre de 2007.
  3. ^ Peter J. Westwick (2007). Hacia lo negro: el JPL y el programa espacial estadounidense, 1976-2004. Yale University Press . ISBN 978-0-300-11075-3.

Enlaces externos