Calculadora de transferência de Hohmann

Calcule o delta-v de duas queimas, o tempo de transferência, as velocidades orbitais e a geometria da elipse entre órbitas circulares coplanares.

Calcular uma transferência de Hohmann
Insira os raios orbitais de centro a centro, a massa do corpo central e a constante gravitacional nas unidades SI exibidas.

Sobre as transferências de Hohmann

Uma transferência de Hohmann é uma manobra de dois impulsos entre duas órbitas circulares coplanares em torno do mesmo corpo central. A nave primeiro entra em uma órbita elíptica tangente ao círculo inicial. Após percorrer metade da elipse sem propulsão, realiza uma segunda queima na ápside oposta para se ajustar ao círculo de destino. Sob as hipóteses ideais de dois corpos, esse costuma ser o método de duas queimas com menor delta-v quando a razão entre os raios orbitais não é extremamente grande. A calculadora trata os valores inseridos como raios medidos desde o centro do corpo atrator, não como altitudes acima da superfície. Multiplica a massa do corpo central pela constante gravitacional para obter o parâmetro gravitacional padrão. A velocidade circular em cada raio é a raiz quadrada desse parâmetro dividido pelo raio. O semieixo maior da elipse de transferência é a média dos dois raios circulares. A equação vis-viva fornece a velocidade da órbita de transferência na periápside e na apoápside. Em uma transferência para fora, a primeira queima prógrada aumenta a velocidade circular interna até a velocidade da periápside de transferência. A segunda aumenta a velocidade da apoápside até a velocidade circular externa. Essas diferenças são os dois valores ideais de delta-v exibidos, e a soma é o total ideal da missão. O tempo de transferência é metade do período da elipse: pi vezes a raiz quadrada do semieixo maior ao cubo dividido pelo parâmetro gravitacional. Esse resultado ideal exclui muitos requisitos operacionais. Queimas reais levam tempo, sistemas de propulsão têm perdas de desempenho, os planos orbitais podem diferir, outros corpos perturbam a trajetória e as janelas de lançamento restringem a geometria de partida. Transferências interplanetárias são modeladas com mais precisão usando velocidades heliocêntricas de partida e chegada conectadas a trajetórias de escape e captura centradas nos planetas. Um exemplo direto Terra-Lua também é simplificado, pois o campo gravitacional móvel da Lua não é representado por uma única órbita circular de destino centrada na Terra. Use raios consistentes de centro a centro e uma massa adequada ao corpo central. Delta-v descreve a variação de velocidade, não o propelente diretamente; converta com a equação do foguete e a velocidade de exaustão ou o impulso específico do motor. Reserve margens para correções de navegação, perdas de queimas com duração finita, controle de atitude, manutenção orbital e incertezas. O planejamento de trajetórias críticas exige efemérides de alta fidelidade, propagação numérica, análise de janelas de lançamento e revisão profissional de dinâmica de voo, não apenas esta estimativa idealizada.

Exemplos de transferência de Hohmann

Raios inicial e finalTransferência idealCenário
Terra: de 7000 km a 42164 km3.771 km/s, 5.33 hDa órbita terrestre baixa ao raio geoestacionário.
Terra: de 7000 km a 20200 km2.906 km/s, 2.19 hDa órbita terrestre baixa à órbita terrestre média.
Sol: de 149.6 milhões de km a 227.9 milhões de km5.594 km/s, cerca de 259 diasTransferência ideal do raio orbital da Terra ao raio orbital de Marte.

Como calcular uma transferência de Hohmann

  1. Insira o menor raio orbital inicial, medido desde o centro do corpo central.
  2. Insira o maior raio orbital de destino em quilômetros.
  3. Insira a massa do corpo central e a constante gravitacional.
  4. Selecione Calcular transferência de Hohmann e confira as duas queimas, o total e o tempo de voo sem propulsão.

Perguntas frequentes sobre transferência de Hohmann

Devo inserir altitude ou raio orbital?

Insira o raio a partir do centro do corpo central. Some o raio médio do corpo à altitude acima da superfície antes de usar a calculadora.

Por que são necessárias duas queimas?

A primeira leva a nave do círculo inicial à elipse de transferência tangente. A segunda ajusta a velocidade de transferência à velocidade circular necessária no raio de destino.

A transferência de Hohmann é sempre a melhor opção?

Ela é eficiente para muitas transferências coplanares de dois impulsos, mas não para toda missão. Razões de raios muito grandes, restrições de tempo, mudanças de plano ou dinâmica de vários corpos podem favorecer outras trajetórias.

O delta-v total é igual à velocidade da nave?

Não, delta-v é a soma das mudanças de velocidade comandadas e fornecidas pela propulsão. A nave já tem velocidade orbital antes de qualquer uma das manobras.

Posso planejar uma missão interplanetária com esta ferramenta?

Ela fornece uma comparação heliocêntrica ideal útil entre raios orbitais circulares. Missões reais exigem janelas de lançamento, velocidades planetárias, escape e captura, efemérides e manobras de correção.