✋ 🐓 🚴🏻 Detetive orbital ou como o ExoMars voou para longe 👩‍❤️‍👨 🚴🏽 👨🏻‍🏫

Infelizmente, o ciclograma exato do lançamento do ExoMars não foi publicado, como costuma acontecer nos lançamentos em órbita geoestacionária. E, veja bem, seria interessante ver um esquema como esse , especialmente porque o Breeze-M pela primeira vez em sua história exibe o dispositivo em uma trajetória interplanetária. Mas, com a ajuda de informações abertas, engenhosidade, um simulador espacial e um pequeno insider, você pode não apenas reconstruir o ciclograma, mas também ver visualmente como o ExoMars pega a estrada e como alcançará a meta.

Dados de origem

Um dia antes do início, sabia-se que o estágio superior levaria a sonda para a trajetória de Marte em quatro estágios. Eles também publicaram a hora em que o mecanismo foi ligado em cada estágio e, em princípio, mesmo essas informações poderiam ser usadas. Mas o erro final pode ser grande, porque sem os parâmetros da órbita, seria fácil cometer um erro com o vetor e a duração da aceleração. E em escala cósmica, Marte é um objeto muito pequeno, que deve ser apontado com muito cuidado. No entanto, na segunda-feira à noite, um artigo apareceu no site da ESA, do qual era possível extrair os parâmetros de órbita e a posição das seções ativas da trajetória e, a partir deles, o vetor de aceleração.

O artigo explicou aos leitores por que o Breeze precisou de onze horas para colocar o ExoMars na trajetória de decolagem. Duas ilustrações foram publicadas. O primeiro mostrou a altitude de vôo do pacote de sondas e o estágio superior acima da Terra:

A partir deste diagrama, vemos facilmente a altura do apocentro após o segundo e o terceiro chaveamento.

A segunda figura mostrava a projeção da trajetória do ligamento para a Terra e mostrava as seções ativas da trajetória:

Seções vermelhas - operação do motor

O artigo também indicou a altura da órbita circular após a primeira inclusão (175 km). E no relatório sobre criação, foi dito sobre a altura na região de 176 km. E, finalmente, uma informação privilegiada foi publicada no fórum Cosmonautics News, que relatou que após a segunda inclusão a órbita era de 250x5000 km e depois da terceira - 400x22000 km. O Insider correu bem com informações de código aberto da ESA. Assim, o plano de voo é o seguinte:

A primeira inclusão . 12:45 Moscou, acesso a uma órbita circular com uma altura de 175 km.
A segunda inclusão . 14:10, ao norte do Mar Cáspio, orbitando com um centro de 5-6 mil km.
Terceira inclusão . 16:25, em Portugal, saia em órbita com o centro de 22 mil km.
Quarta inclusão . 22:50, sobre os Grandes Lagos, e acelere até o combustível acabar.

Em que estamos voando?

A próxima tarefa é pegar o dispositivo para o voo. Infelizmente, não havia fãs interessados em fazer um script pronto com o ExoMars, então improvisamos e lançamos algo semelhante. Sinceramente, matei várias horas tentando transferir o Mars Reconnaisanse Orbiter para o Proton, mas falhei - o MRO usa a notação spacecraft3.dll, que sem um pandeiro não se conecta à notação fechada do complemento Proton LV. Você poderia, é claro, tentar usar outro Proton de outro addon, mas existe uma brisa tão terrível e incorretamente desenhada que eu nem queria usá-la.

A massa do Trace Gas Orbiter e da sonda Schiaparelli é de 4332 kg. Uma massa semelhante possui um satélite de telecomunicações Sirius-4. E depois que eu comparei experimentalmente sua relação empuxo / peso e suprimento de combustível, constatou-se que eles praticamente coincidem. Resolvido - voe para Marte em um satélite de telecomunicações para órbita geoestacionária :)

Preparação

Para o vôo, precisamos do próprio Orbiter (o jogo é oficialmente gratuito, faça o download para a saúde) e o complemento Proton LV . Meus arquivos salvos por etapas de vôo estão disponíveis aqui . Ao escrever o material, procedi do fato de que você, pelo menos, leu minhas publicações anteriores sobre o Orbiter, nem todas as ações são descritas aqui passo a passo. Ao ler isso, isso não deve criar dificuldades, mas se você quiser repetir o voo, precisará executar algumas das ações sozinho.

Voou!

O Sirius-4 original foi lançado em 2007, mas com a ajuda do editor de scripts (ou abrindo um arquivo salvo) nos encontramos em 2016 sem problemas.

Eles começaram quase como na realidade, só que aqui o tempo está bom e não há pega apavorada:

redefinição do primeiro estágio e adaptador. Nice!

Separação do segundo estágio, lançamento do terceiro estágio:

existe uma separação do estágio superior e da “sonda marciana”.

É hora de parar de admirar as belezas e começar a pilotar. Antes de tudo, infelizmente, é absolutamente impossível concluir o esquema. A trajetória virtual é tal que, se o Breeze ligar os motores às 12h45, ele voará não para Marte, mas para o Oceano Pacífico. Nesta órbita, 12:45 já está depois do centro, a massa do pacote é superior a 22 toneladas e o impulso do motor de marcha Breeze é de apenas duas toneladas. O impulso do motor simplesmente não é suficiente para entrar em uma órbita circular. Você pergunta - por que seguir essa trajetória? Tudo é simples - é mais lucrativo consumir mais combustível e gastar parte dele na soma do que entrar em uma órbita circular no terceiro estágio e dispersar um bloco de aceleração muito mais leve. O próton pode levar cerca de 23 toneladas em órbita baixa e você pode levar três toneladas adicionais de combustível.

Entramos em uma órbita circular, mantendo um ângulo de inclinação de cerca de 27 graus.

Existe uma órbita estável de 176 km!

Overclock

Nos preparando para a segunda partida, tomamos uma posição no vetor de velocidade orbital, o ponto de partida do motor é indicado pela seta:

Uma ligeira discrepância já apareceu - no mapa, você precisa dar partida no motor e outros cinco minutos antes da partida oficial. O vetor de aceleração é mais importante, então iniciamos a manobra mais cedo.

O motor no meio do vôo não inicia imediatamente, a princípio, os pequenos motores de sedimentação dão um pouco de tração para que o combustível assente no fundo dos tanques e aumentam as bolhas de gás que flutuam e não entram na bomba turbo.

O apocentro fica entre 5 e 6 mil quilômetros, no mapa a situação é a mesma, desligamos o motor Estamos nos

aproximando de Portugal pela terceira vez, o tempo já é 16:27, começamos a ficar atrasados, obviamente o apocentro correto é de 5000 km e não 6000, como no artigo.

Na realidade, a terceira inclusão durou até o final do combustível no tanque de descarga. Mas ficamos sem combustível quando o centro ainda tinha apenas 17.500 km. Não há nada a ser feito, despejamos o tanque e ligamos o motor novamente (o que não era o caso em voo real).

E assim pareceria da Terra. No habitual lançamento na órbita geoestacionária, o motor liga imediatamente após o tanque ser despejado, e observadores de satélite fotografaram isso. A animação mostra claramente a diferença na operação dos motores de deposição (escapamento largo) e do motor sustentador.

O Apocenter tem 22.000 km, o Mar Cáspio passou recentemente sob nós e estamos indo muito bem no mapa. Desligamos o motor.

E aqui está uma foto real da Terra - ExoMars voando nas proximidades em uma brisa e um tanque

terrestre despejado a uma altitude de 22 mil quilômetros

Já é noite em Moscou e temos a quarta inclusão, quase dentro do cronograma.

O combustível acabou, mas conseguimos entrar na trajetória de decolagem.

Obrigado, "Breeze"! Earthman , adeus!

É terça-feira. Jornalistas analfabetos e tendenciosos escreveram um absurdo completo sobre nós, essa feiúra ainda paira no Eco de Moscou .

E superamos virtualmente os primeiros megametros para Marte e, se você observar as telas de trajetória, surpreendentemente, alcançamos uma boa trajetória migratória.

Voo para Marte

A órbita acabou sendo muito boa, com uma correção de apenas ~ 300 m / s, o que para a produção manual não faz sentido, eu consegui seguir uma trilha completa até Marte.

E ele chegou ao objetivo de 30 de setembro. Os ExoMars reais devem atingir a meta em 19 de outubro.

De acordo com as informações mais recentes, o ExoMars voa com sucesso por uma excelente trajetória que não exigiu correção (obrigado, Breeze-M!). Alguns dos dispositivos já foram verificados, até agora tudo está normal. Desejamos a ele uma jornada feliz, bem como um trabalho longo e proveitoso na órbita marciana.