호만 천이 계산기
같은 평면의 원궤도 사이에서 두 번의 분사에 필요한 속도 변화량, 천이 시간, 궤도 속도와 천이 타원의 기하 정보를 계산합니다.
호만 천이 계산
중심 간 궤도 반지름, 중심 천체 질량, 중력 상수를 표시된 SI 단위로 입력하세요.
호만 천이 알아보기
호만 천이는 같은 중심 천체를 도는 동일 평면의 두 원궤도 사이를 두 번의 순간적인 분사로 이동하는 기동입니다. 우주선은 먼저 초기 원궤도에 접하는 타원 천이 궤도에 진입합니다. 타원의 절반을 관성 비행한 뒤 반대쪽 근점 또는 원점에서 두 번째 분사를 하여 목적지 원궤도에 속도를 맞춥니다. 이상적인 이체 문제 가정에서 궤도 반지름의 비가 극단적으로 크지 않다면, 보통 두 번의 분사로 이루어지는 천이 중 속도 변화량이 가장 작습니다.
계산기는 입력값을 천체 표면 위의 고도가 아니라 중력을 발생시키는 천체의 중심에서 잰 반지름으로 취급합니다. 중심 천체 질량에 중력 상수를 곱해 표준 중력 매개변수를 구합니다. 각 반지름에서의 원궤도 속력은 이 매개변수를 반지름으로 나눈 값의 제곱근입니다. 천이 타원의 긴반지름은 두 원궤도 반지름의 평균입니다.
활력 방정식으로 천이 궤도의 근점과 원점 속력을 구합니다. 바깥쪽으로 이동할 때 첫 번째 순행 분사는 안쪽 원궤도 속력에서 천이 궤도 근점 속력으로 가속합니다. 두 번째 순행 분사는 천이 궤도 원점 속력을 바깥쪽 원궤도 속력까지 높입니다. 이 두 차이가 표시되는 이상적 속도 변화량이며, 합계가 임무의 이상적 총량입니다. 천이 시간은 타원 공전 주기의 절반으로, 긴반지름의 세제곱을 중력 매개변수로 나눈 값의 제곱근에 원주율을 곱합니다.
이 이상적 결과에는 여러 실제 운용 요건이 포함되지 않습니다. 실제 분사는 시간이 걸리고 추진계 성능 손실이 있으며, 궤도면이 다를 수 있습니다. 다른 천체의 중력이 경로를 교란하고 발사 가능 시간대가 출발 기하 조건을 제한합니다. 행성 간 천이를 더 정확히 모델링하려면 태양 중심 출발 및 도착 속도를 행성 중심 탈출 및 포획 궤적과 연결해야 합니다. 직접적인 지구-달 예시도 단순화된 것으로, 움직이는 달의 중력장은 지구 중심의 단일 원형 목적 궤도로 나타낼 수 없습니다.
일관된 중심 간 반지름과 중심 천체에 맞는 질량을 사용하세요. 속도 변화량은 속도의 변화이지 추진제 양 자체가 아닙니다. 로켓 방정식과 엔진별 배기 속도 또는 비추력으로 추진제 양을 계산해야 합니다. 항법 보정, 유한 시간 분사 손실, 자세 제어, 궤도 유지, 불확실성에 대비한 여유를 확보하세요. 임무에 중요한 궤적 계획에는 이 이상적 추정 대신 고정밀 천체력, 수치 궤도 전파, 발사 가능 시간대 분석, 전문 비행역학 검토가 필요합니다.
호만 천이 예시
| 초기 및 최종 반지름 | 이상적 천이 | 상황 |
|---|---|---|
| 지구: 7000 km에서 42164 km | 3.771 km/s, 5.33 h | 지구 저궤도에서 정지궤도 반지름으로 이동. |
| 지구: 7000 km에서 20200 km | 2.906 km/s, 2.19 h | 지구 저궤도에서 중궤도로 이동. |
| 태양: 149.6백만 km에서 227.9백만 km | 5.594 km/s, 약 259일 | 지구 공전궤도 반지름에서 화성 공전궤도 반지름으로의 이상적 천이. |
호만 천이 계산 방법
- 중심 천체의 중심에서 잰 더 작은 초기 궤도 반지름을 입력하세요.
- 더 큰 목적지 궤도 반지름을 킬로미터로 입력하세요.
- 중심 천체 질량과 중력 상수를 입력하세요.
- 호만 천이 계산을 선택하고 두 분사의 속도 변화량, 총량, 관성 비행 시간을 확인하세요.
호만 천이 자주 묻는 질문
고도와 궤도 반지름 중 무엇을 입력하나요?
중심 천체의 중심에서 잰 반지름을 입력하세요. 표면 위 고도를 사용할 때는 천체의 평균 반지름을 더한 뒤 입력해야 합니다.
왜 두 번 분사하나요?
첫 번째 분사는 초기 원궤도에서 접하는 천이 타원으로 진입하게 합니다. 두 번째 분사는 천이 속력을 목적지 반지름에 필요한 원궤도 속력으로 바꿉니다.
호만 천이가 항상 최적인가요?
많은 동일 평면의 두 번 분사 천이에 효율적이지만 모든 임무에서 그렇지는 않습니다. 매우 큰 반지름 비, 시간 제약, 궤도면 변경, 다체 역학 조건에서는 다른 궤적이 유리할 수 있습니다.
총 속도 변화량이 우주선 속력과 같나요?
아니요. 속도 변화량은 추진계가 명령에 따라 제공하는 속도 변화의 합입니다. 우주선은 각 기동 이전부터 이미 궤도 속도를 갖고 있습니다.
행성 간 임무 계획에 사용할 수 있나요?
원궤도 반지름 사이의 이상적인 태양 중심 천이를 비교하는 데 유용합니다. 실제 임무에는 발사 가능 시간대, 행성 속도, 탈출과 포획, 천체력, 보정 기동이 필요합니다.