👸 👨🏿 👫 Detective orbital o cómo ExoMars se fue volando 📫 ❗️ 💆🏼

Por desgracia, el ciclograma exacto del lanzamiento de ExoMars no se ha publicado, como suele ser el caso de los lanzamientos en órbita geoestacionaria. Y, como puede ver, sería interesante ver un esquema como este , especialmente porque el Breeze-M por primera vez en su historia muestra el dispositivo en una trayectoria interplanetaria. Pero, con la ayuda de información abierta, ingenio, un simulador espacial y una pequeña información privilegiada, no solo puede reconstruir el ciclograma, sino también ver cómo ExoMars llega a la carretera y cómo alcanzará la meta.

Datos de origen

El día antes del comienzo, se sabía que la etapa superior llevaría la sonda a la trayectoria a Marte en cuatro etapas. También publicaron el momento en que se encendió el motor en cada etapa y, en principio, incluso esta información podría usarse. Pero el error final podría ser grande, porque sin los parámetros de la órbita, sería fácil cometer un error con el vector y la duración de la aceleración. Y a escala cósmica, Marte es un objeto muy pequeño, que debe ser dirigido con mucho cuidado. Sin embargo, el lunes por la noche, apareció un artículo en el sitio web de la ESA del cual era posible extraer tanto los parámetros de la órbita como la posición de las secciones activas de la trayectoria, y de ellos, a su vez, el vector de aceleración.

El artículo explicaba a los lectores por qué Breeze necesitaba once horas para poner a ExoMars en la trayectoria de despegue. Se publicaron dos ilustraciones. El primero mostró la altitud de vuelo del haz de la sonda y la etapa superior sobre la Tierra: a

partir de este diagrama, podemos ver fácilmente la altura del apocentro después del segundo y tercer cambio.

La segunda imagen muestra la proyección de la trayectoria del ligamento a la Tierra y muestra las secciones activas de la trayectoria:

secciones rojas - operación del motor

El artículo también indicó la altura de la órbita circular después de la primera inclusión (175 km). Y en el informe sobre reproducción, se dijo sobre la altitud en la región de 176 km. Y finalmente, se publicó una información privilegiada en el foro Cosmonautics News, que informó que después de la segunda inclusión, la órbita era de 250x5000 km, y después de la tercera, 400x22000 km. Insider fue bien con la información de código abierto de la ESA. Por lo tanto, el plan de vuelo es el siguiente:

La primera inclusión . 12:45 Moscú, acceso a una órbita circular con una altura de 175 km.
La segunda inclusión . 14:10, justo al norte del mar Caspio, orbitando con un apocentro de 5-6 mil km.
Tercera inclusión . 16:25, sobre Portugal, salida en órbita con el apocentro 22 mil km.
Cuarta inclusión . 22:50, sobre los Grandes Lagos, y acelerar hasta que se agote el combustible.

¿Sobre qué estamos volando?

La siguiente tarea es recoger el dispositivo para el vuelo. Por desgracia, no había fans interesados que hicieran un guión listo con ExoMars, por lo que improvisamos y lanzamos algo similar. Honestamente, maté varias horas tratando de transferir Mars Reconnaisanse Orbiter a Proton, pero fallé: MRO usa la notación spacecraft3.dll, que sin una pandereta no se conecta a la notación cerrada del complemento Proton LV. Por supuesto, se podría tratar de usar otro "Protón" de otro complemento, pero hay una "Brisa" tan terrible e incorrectamente dibujada que ni siquiera quería tomarla.

La masa del Orbitador de gases traza y el módulo de aterrizaje Schiaparelli es de 4332 kg. Una masa similar tiene un satélite de telecomunicaciones Sirius-4. Y después de que comparé experimentalmente su relación de empuje a peso y suministro de combustible, resultó que también prácticamente coinciden. Resuelto: vuela a Marte en un satélite de telecomunicaciones para la órbita geoestacionaria :)

Preparación

Para el vuelo, necesitamos el propio Orbiter (el juego es oficialmente gratuito, descárgalo a salud) y el complemento Proton LV . Mis archivos guardados por etapas de vuelo están disponibles aquí . Al escribir el material, procedí del hecho de que, al menos, leyó mis publicaciones anteriores sobre Orbiter, no todas las acciones se describen aquí paso a paso. Al leer esto, esto no debería crear dificultades, pero si desea repetir el vuelo, deberá realizar algunas de las acciones usted mismo.

Voló!

El Sirius-4 original se lanzó en 2007, pero con la ayuda del editor de scripts (o al abrir un archivo guardado) nos encontramos en 2016 sin ningún problema.

Comenzaron casi como en realidad, solo que aquí hace buen tiempo y no hay una urraca asustada:

reinicio de la primera etapa y el adaptador. Bonito

Separación de la segunda etapa, lanzamiento de la tercera etapa:

hay una separación de la etapa superior y la "sonda marciana".

Es hora de dejar de admirar las bellezas y comenzar a pilotar. En primer lugar, por desgracia, es absolutamente imposible completar el esquema. La trayectoria virtual es tal que si el Breeze enciende los motores a las 12:45, volará no hacia Marte, sino hacia el Océano Pacífico. En esta órbita, las 12:45 ya está después del apocentro, la masa del paquete es de más de 22 toneladas, y el empuje del motor de marcha Breeze es de solo dos toneladas. El empuje del motor simplemente no es suficiente para entrar en una órbita circular. Usted pregunta: ¿por qué tomar tal trayectoria? Todo es simple: es más rentable tomar más combustible y gastar parte de él en sumar que entrar en una órbita circular en la tercera etapa y dispersar un bloque de aceleración mucho más ligero. El protón puede llevar alrededor de 23 toneladas a órbita baja, y puede tomar tres toneladas adicionales de combustible.

Entramos en una órbita circular, manteniendo un ángulo de inclinación de aproximadamente 27 grados.

¡Hay una órbita estable de 176 km!

Overclocking

Preparándonos para el segundo arranque, tomamos una posición en el vector de velocidad orbital, el punto de partida del motor se indica con una flecha:

ya ha aparecido una ligera discrepancia: el motor debe arrancarse en el mapa y otros cinco minutos antes del lanzamiento oficial. El vector de aceleración es más importante, por lo que comenzamos la maniobra antes.

El motor de mitad de vuelo no arranca de inmediato, al principio los pequeños motores de sedimentación proporcionan una pequeña tracción para que el combustible se asiente en el fondo de los tanques y las burbujas de gas de flotación se eleven y no entren en la bomba turbo.

El apocentro está entre 5 y 6 mil kilómetros, en el mapa la situación es la misma, apagamos el motor Nos

acercamos a Portugal para el tercer encendido del motor, el tiempo ya es 16:27, comenzamos a retrasar el cronograma, obviamente el apocentro correcto es de 5,000 km, y no 6,000 como en el artículo.

En realidad, la tercera inclusión duró hasta el final del combustible en el tanque de descarga. Pero nos quedamos sin combustible cuando el apocentro todavía tenía solo 17.500 km. No hay nada que hacer, volcamos el tanque y volvemos a encender el motor (que no era el caso en un vuelo real).

Y así se vería desde la Tierra. En el lanzamiento habitual en órbita geoestacionaria, el motor se enciende inmediatamente después de que se descarga el tanque, y los observadores de satélites lo fotografiaron. La animación muestra claramente la diferencia en la operación de los motores de deposición (escape ancho) y el motor sustentador.

El Apocentro tiene 22,000 km, el Mar Caspio ha pasado recientemente por debajo de nosotros y vamos bastante bien en el mapa. Apagamos el motor.

Y aquí hay una foto real de la Tierra: ExoMars volando cerca en una brisa y un tanque de

tierra arrojado desde una altitud de 22 mil kilómetros

Ya es de noche en Moscú, y tenemos la cuarta inclusión, casi a tiempo.

El combustible se agotó, pero pudimos entrar en la trayectoria de despegue ¡

Gracias, "Breeze"! Earthman , adiós!

Es martes. Periodistas analfabetos y parciales escribieron tonterías completas sobre nosotros, esta fealdad aún pende de Eco de Moscú .

Y prácticamente superamos los primeros megametros a Marte, y, si miras las pantallas de trayectoria, entonces, sorprendentemente, entramos en una buena trayectoria migratoria.

Vuelo a Marte

La órbita resultó ser muy buena, con una corrección de solo ~ 300 m / s, que para la salida manual no tiene sentido, logré tomar una ruta completa a Marte.

Y llegó a la meta del 30 de septiembre. Los verdaderos ExoMars deberían alcanzar la meta el 19 de octubre.

Según la información más reciente, ExoMars vuela con éxito a lo largo de una excelente trayectoria que no requirió corrección (¡gracias, Breeze-M!). Algunos de los dispositivos ya han sido verificados, hasta ahora todo es normal. Le deseamos un feliz viaje, así como un largo y fructífero trabajo en la órbita marciana.