太空旅行计算器

关于轨道间太空旅行

两个地球圆轨道之间的航行可用霍曼转移近似。这是一种利用半段椭圆轨道实现的节省推进剂的机动。航天器先进行切向点火，离开初始圆轨道并进入转移椭圆。在另一拱点，第二次切向点火将轨迹圆化到目标半径。本计算器将这两次速度变化的大小相加，给出总理想速度增量。 计算采用地球标准引力参数398600.4418 km³/s²，轨道半径从地心测量，而不是距地表的高度。因此，高度为300 km的航天器，加上地球平均半径后，其轨道半径约为6671 km。圆轨道与转移轨道速度遵循活力公式。转移时间为椭圆周期的一半，该椭圆的半长轴等于初始半径和目标半径的平均值。 推进剂用量通过齐奥尔科夫斯基火箭方程估算。比冲以秒为单位衡量发动机效率，航天器干质量被视为机动完成后的最终质量。计算器求出提供理想转移速度增量所需的推进剂。更高比冲会显著降低推进剂需求，而更大的速度增量会使所需质量比按指数增长。估算假设仅使用一套推进系统、有效排气速度恒定，且不存在无法使用的残余推进剂。 实际任务还需为发射偏差、轨道平面变更、交会、导航修正、有限时长点火、轨道维持、大气阻力、重力损失及安全储备增加速度增量。霍曼转移还假设轨道为共面圆轨道，点火为瞬时脉冲。它不一定最快，当时间、地影、辐射或运行约束占主导时，也可能不适用。本结果适合教学和初步任务比较。详细规划需要高精度轨迹传播、最新天体历表、航天器性能裕度及合格任务分析人员的审核。输入半径必须处于物理上合理的地球轨道范围；与地球相交的轨迹不是可行任务。

太空转移示例

如何估算太空轨道转移

1. 将两个轨道高度换算为从地心测量的半径。
2. 输入初始与目标半径，单位为千米。
3. 输入最终干质量与推进系统比冲。
4. 选择“计算”，估算理想速度增量、转移时间及推进剂用量。