Calculadora de transferencia de Hohmann

Calcula el delta-v de dos encendidos, el tiempo de transferencia, las velocidades orbitales y la geometría de la elipse entre órbitas circulares coplanares.

Calcular una transferencia de Hohmann
Introduce radios orbitales de centro a centro, la masa del cuerpo central y la constante gravitacional en las unidades SI indicadas.

Acerca de las transferencias de Hohmann

Una transferencia de Hohmann es una maniobra de dos impulsos entre dos órbitas circulares coplanares alrededor del mismo cuerpo central. La nave entra primero en una órbita elíptica tangente al círculo inicial. Tras recorrer la mitad de la elipse sin propulsión, realiza un segundo encendido en el ápside opuesto para ajustarse al círculo de destino. Bajo las hipótesis ideales de dos cuerpos, suele ser la transferencia de dos encendidos con menor delta-v cuando la razón entre radios orbitales no es extremadamente grande. La calculadora interpreta las entradas como radios medidos desde el centro del cuerpo atrayente, no como altitudes sobre su superficie. Multiplica la masa del cuerpo central por la constante gravitacional para obtener el parámetro gravitacional estándar. La velocidad circular a cada radio es la raíz cuadrada de ese parámetro dividido entre el radio. El semieje mayor de la elipse de transferencia es el promedio de los dos radios circulares. La ecuación vis-viva proporciona la velocidad de transferencia en el periápside y el apoápside. Para una transferencia hacia fuera, el primer encendido prógrado aumenta la velocidad circular interior hasta la velocidad del periápside de transferencia. El segundo aumenta la velocidad del apoápside hasta la velocidad circular exterior. Estas diferencias son los dos valores ideales de delta-v mostrados, y su suma es el total ideal de la misión. El tiempo de transferencia es la mitad del período elíptico: pi por la raíz cuadrada del semieje mayor al cubo dividido entre el parámetro gravitacional. Este resultado ideal excluye muchos requisitos operativos. Los encendidos reales duran un tiempo, los sistemas de propulsión sufren pérdidas de rendimiento, los planos orbitales pueden diferir, otros cuerpos perturban la trayectoria y las ventanas de lanzamiento limitan la geometría de salida. Las transferencias interplanetarias se modelan mejor con velocidades heliocéntricas de salida y llegada conectadas a trayectorias de escape y captura centradas en cada planeta. Un ejemplo directo Tierra-Luna también está simplificado, pues el campo gravitatorio móvil de la Luna no se representa mediante una única órbita circular de destino centrada en la Tierra. Usa radios coherentes de centro a centro y una masa adecuada al cuerpo central. El delta-v describe un cambio de velocidad, no la cantidad de propelente; conviértelo con la ecuación del cohete y la velocidad de los gases de escape o el impulso específico del motor. Reserva márgenes para correcciones de navegación, pérdidas por encendidos de duración finita, control de actitud, mantenimiento orbital e incertidumbre. La planificación crítica de trayectorias requiere efemérides de alta fidelidad, propagación numérica, análisis de ventanas de lanzamiento y revisión profesional de dinámica de vuelo, no solo esta estimación idealizada.

Ejemplos de transferencia de Hohmann

Radios inicial y finalTransferencia idealEscenario
Tierra: de 7000 km a 42164 km3.771 km/s, 5.33 hDe órbita terrestre baja al radio geoestacionario.
Tierra: de 7000 km a 20200 km2.906 km/s, 2.19 hDe órbita terrestre baja a órbita terrestre media.
Sol: de 149.6 millones de km a 227.9 millones de km5.594 km/s, unos 259 díasTransferencia ideal entre los radios orbitales de la Tierra y Marte.

Cómo calcular una transferencia de Hohmann

  1. Introduce el radio orbital inicial menor, medido desde el centro del cuerpo central.
  2. Introduce el radio orbital de destino mayor en kilómetros.
  3. Introduce la masa del cuerpo central y la constante gravitacional.
  4. Selecciona Calcular transferencia de Hohmann y revisa ambos encendidos, su total y el tiempo de vuelo sin propulsión.

Preguntas sobre la transferencia de Hohmann

¿Debo introducir la altitud o el radio orbital?

Introduce el radio desde el centro del cuerpo central. Suma el radio medio del cuerpo a la altitud sobre la superficie antes de usar la calculadora.

¿Por qué hay dos encendidos?

El primero lleva la nave del círculo inicial a la elipse de transferencia tangente. El segundo ajusta la velocidad de transferencia a la velocidad circular necesaria en el radio de destino.

¿Una transferencia de Hohmann siempre es óptima?

Es eficiente para muchas transferencias coplanares de dos impulsos, pero no para toda misión. Razones de radios muy grandes, límites de tiempo, cambios de plano o dinámica de varios cuerpos pueden favorecer otras trayectorias.

¿El delta-v total equivale a la velocidad de la nave?

No, el delta-v es la suma de los cambios de velocidad ordenados que aporta la propulsión. La nave ya tiene velocidad orbital antes de cualquiera de las maniobras.

¿Sirve para planificar una misión interplanetaria?

Ofrece una comparación heliocéntrica ideal útil entre radios orbitales circulares. Las misiones reales requieren ventanas de lanzamiento, velocidades planetarias, escape y captura, efemérides y maniobras de corrección.