Injecció translunar
Es denomina injecció translunar (ITL, en anglés Trans-Llunar Injection, TLI) a una maniobra de propulsió utilisada per a colocar una nau espacial en una trayectòria que la conduirà a la Lluna.
Les trayectòries de transferència llunars s'aproximen a transferències de Hohmann, si be en alguns casos també s'han utilisat transferències de baixa energia, com per eixemple en el cas de la sonda Hiten.[1] Per a missions de curta duració sense destorbament significatius de fonts fòra del sistema Terra-Lluna, per lo general resulta més pràctic utilisar una transferència de Hohmann ràpida.
Una nau espacial realisa una ITL per a començar una transferència llunar des d'una òrbita d'aparcament circular baixa al voltant de la Terra. El gran impuls requerit per a la ITL, per lo general és proveït utilisant un motor eixida químic, que aumenta la velocitat de la nau, canviant la seua òrbita d'una òrbita terrestre baixa circular a una òrbita molt excèntrica. Quan la nau comença a recórrer l'arc de transferència llunar, la seua trayectòria s'aproxima a una òrbita elíptica entorn a la Terra en un apogeu prop del radi de l'òrbita llunar. La magnitut i l'instant en que s'aplica l'impuls per a el ITL són calculats en precisió per a apuntar a la Lluna en la seua rotació al voltant de la Terra. L'instant d'encés de motors per a proveir l'impuls és calculat de forma tal que la nau s'aproxime a l'apogeu en aproximar-se la Lluna. Finalment la nau entra en l'esfera d'influència de la Lluna, realisant un pas llunar hiperbòlic.
Càlcul i modelació
[editar | editar còdic]
Aproximació per mig de còniques adossades
[editar | editar còdic]El càlcul de ITL i les transferències llunars són aplicacions específiques del problema dels n cossos, que poden ser encarats de diverses formes. La forma més fàcil d'analisar trayectòries de transferència llunar és per mig del método d'aproximació de còniques adossades. Se supon que la nau accelera obedint a la dinàmica d'un problema clàssic de dos cossos, estant dominat el moviment per la Terra fins que alcança l'esfera d'influència de la Lluna. El moviment en un sistema de còniques és determinístico i fàcil de calcular, lo que permet utilisar-ho en el disseny preliminar de missions i estimacions ràpides aproximades.
Model restringit circular de tres cossos (RC3B)
[editar | editar còdic]No obstant, de manera més realista, la nau es troba baix l'acció de forces gravitacionals de numerosos cossos. Les forces gravitacionals de la Terra i la Lluna dominen l'acceleració de la nau, i ya que comparativament la massa de la nau és molt reduïda, la trayectòria de la nau pot aproximar-se millor per mig dels algoritmes per al problema restringit de tres cossos. Este model és una millor aproximació pero no té una solució analítica,[2] per lo que cal utilisar càlcul numèric i métodos com el de Runge-Kutta.[3]
Càlculs més precisos
[editar | editar còdic]Càlculs més detallats requerixen tindre en conte el moviment orbital real de la Lluna, les forces gravitatorias eixercides per atres cossos celests, el caràcter no-uniforme dels camps gravitatorios de la Terra i de la Lluna, i l'efecte de la pressió de la radiació solar, entre atres factors. Calcular el moviment de la nau en un model que considere tots estos efectes és una tasca molt intensiva des del punt de vista computacional, pero necessària per a l'èxit de la missió.
Tornada lliure
[editar | editar còdic]En alguns casos és possible dissenyar una ITL de manera que resulte en una trayectòria de tornada lliure, de forma tal que la nau realise una passada per darrere de la Lluna i retorne a la Terra sense necessitat d'atres maniobres propulsoras.[4] Dites trayectòries de tornada lliures permeten incorporar un marge de seguritat a les missions espacials tripulades, ya que la nau retornarà a la Terra sense necessitat de realisar atres maniobres després de l'impuls de el ITL inicial.
Història
[editar | editar còdic]La primera nau que va realisar en èxit un ITL va ser la Lluna 1 de l'Unió Soviètica el 2 de giner de 1959. l'Apolo 8 va ser la primera missió en tripulació que va realisar este procediment en 21 de decembre de 1968 i, per tant, els membres d'eixa tripulació varen ser les primeres persones que varen abandonar l'influència de la Terra.
Per a les missions llunars Apolo, la ITL va ser realisada activant el motor re-arrancable J-2 en la tercera etapa (S-IVB) de l'eixida Saturn V. En este cas l'impuls per a el ITL es va aplicar durant uns 350 segons, lo que va proveir un diferencial de velocitat de 3.05 a 3.25 km/s, en eixe punt la nau es trobava viajant a una velocitat d'uns 10.4 km/s relativa a la Terra.[5] La ITL de l'Apolo 8 va poder ser observada des de l'archipèlec d'Hawái en el cel abans de l'amanecer al sur de Waikiki. Els periòdics del dia següent varen arreplegar la notícia i varen publicar fotografies que es varen prendre del fenomen.[6] En 1969, la ITL prèvia en amanecer del Apolo 10 va ser visible en Cloncurry, Austràlia.[7] L'escena va ser descrita com a similar a les llums davanteres d'un automòvil que s'aproximen sobre un tossal en la boira terrera, i la nau s'assemblava a un cometa lluenta en un to verdoso.[7]
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]- ↑ «Hiten». NASA. Archivat des d'el original, el 8 de decembre de 2017. Consultat el 22 de maig de 2015.
- ↑ Henri Poincaré, Els Méthodes Nouvelles de Mécanique Céleste, Paris, Gauthier-Villars et fils, 1892-99.
- ↑ Victor Szebehely, Theory of Orbits, The Restricted Problem of Three Bodies, Yale University, Academic Press, 1967.
- ↑ Schwaninger, Arthur J. (1963). Trajectories in the Earth-Moon Space with Symmetrical Free Return Properties, Huntsville, Alabama: NASA / Marshall Space Flight Center.
- ↑ «Apollo By the Numbers». NASA. Archivat des d'el original, el 18 de novembre de 2004.
- ↑ «Independent Star News, Sunday, December 22, 1968». "The TLI firing was begun at PST while the craft was over Hawaii and it was reported there that the burn was visible from the ground."
- ↑ 7,0 7,1 French, Francis (2007). In the Shadow of the Moon, University of Nebraska Press, p. 372. ISBN 978-0-8032-1128-5.
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Inyección translunar» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.