Domande base di astronautica

In questo thread potete fare domande su questioni elementari che magari a voi non sono chiare, non discusse in altri thread o di cui non trovate una categoria adatta dove discutere. Le domande devono essere pertinenti all’astronautica o alle sue applicazioni. I moderatori sposteranno in questo thread alcuni post che divergono dal tema originario del thread in cui sono stati pubblicati.

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Salve
Quali sono i parametri che permettono ad un veicolo spaziale di inserirsi in un orbita circolare oppure ellittica? È solo un discorso di velocità o entra in gioco anche la distanza dal pianeta? Diciamo che, più che all’immissione di un satellite, mi riferisco ad un veicolo che avanza verso la luna e possa decidere che tipo di orbita eseguire.

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Bisogna tenere conto di un bel po’ di parametri, della velocità della sonda (modulo direzione e verso, non lo un valore numerico) e delle caratteristiche del corpo celeste, massa e dimensioni.

La sonda deve avere una velocità che dipende dalla distanza dal corpo per avere un’orbita chiusa (ellittica o circolare), altrimenti potrebbe sfuggire dalla gravità del corpo o schiantarsi sulla superficie.

Nel tuo caso specifico, un veicolo che parte da Terra per andare verso la Luna, deve inserirsi in una determinata traiettoria, chiamata TLI, Trans-Lunar Injection, per riuscire a lasciare la Terra e dirigersi in prossimità della Luna. Se non si effettuano altre manovre correttive, la sonda o si schianta sulla superficie lunare o dopo un breve sorvolo della Luna, le sfugge via. Non esiste una traiettoria TLI che permetta di inserirsi automaticamente in orbita senza manovre correttive.

Ad esempio, durante il programma Apollo (tra l’altro questa settimana sono 50 anni esatti dalla missione Apollo 14, ed è appena uscito l’articolo sull’inserimento in orbita, proprio un’ora fa https://www.astronautinews.it/2021/02/apollo-14-e-arrivato-in-orbita-lunare/ ), la navicella eseguiva una manovra correttiva quando erano nel punto più vicino alla Luna, con qualche minuto di accensione del motore, quindi una correzione abbastanza sostanziale.

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Trans-lunar injection?

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E non è la prima volta che lo sbaglio…

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Ciao, perdonate se pongo la domanda male a causa delle mie scarse competenze di fisica.
Prendiamo il sistema Terra - Luna.Se io volessi imprimere ad un razzo un “boost” sfruttando la componente della velocità tangenziale all’orbita, diciamo usando la Luna come “fionda”, avrei un qualche tipo di vantaggio partendo dalla superficie lunare?

Per usare la Luna come “fionda” converrebbe partire dall’orbita terrestre ed utilizzare un “flyby” lunare per acquisire un bonus in termini di velocità.
Ancora meglio sarebbe partire dall’orbita lunare ed utilizzare un flyby della Terra (che ha una massa superiore) per acquisire velocità.

In ogni caso, finora, è risultato più conveniente (per una serie di motivazioni di meccanica celeste) utilizzare il flyby dei vari pianeti del sistema solare per acquisire bonus di velocità più o meno consistenti.

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Poi si puo’ vedere in questo modo: se volevi fare un confronto con la Terra, partire dalla Luna significa partire molto lontani dal fondo del pozzo gravitazionale del nostro pianeta, sia per la distanza dalla Terra che per la velocità che imprime la Luna.

Quindi sì, si risparmierebbe eccome a partire dalla Luna, sia andando verso l’interno che verso l’esterno del sistema solare, per il fatto che ti risparmi di doverti allontanare dalla Terra.

Ci sono varie lune strategiche nel sistema solare dove si è immaginato di costruire delle basi da cui partire per l’esplorazione… ma appunto solo immaginato per ora.

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Salve, ho già letto su questa piattaforma un articolo riguardante perché non esistono delle navicelle denominate “Apollo 2” e “Apollo 3”. Ho letto: “Il NASA Project Designation Committee approvò “Apollo 4” come nome formale del lancio successivo, ma dichiarò che i lanci precedenti (AS-201, AS-202 e AS-203) non sarebbero stati ribattezzati ufficialmente”. Mi sono chiesto perché la NASA evidenziò che AS-201, AS-202 e AS-203 non sarebbero stati ribattezzati, perché essi hanno fatto parte di missioni precedenti all’incidente dell’Apollo 1 e perciò non avrebbe avuto senso menzionarli dicendo che non avrebbero preso il nome di Apollo 2 e Apollo 3.

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Riferito ad un orbita, che parametro indica la gradazione dell’inclinazione?

Intendi l’inclinazione misurata in gradi? L’angolo tra il piano equatoriale e quello orbitale.

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Grazie per la velocità.un angolo più o meno acuto,porta dei vantaggi?

Ogni orbita ha le sue caratteristiche.
Se ho capito bene quello che mi vuoi chiedere, inserirsi in un’orbita bassa a zero gradi di inclinazione partendo dalla superficie terrestre, permette di sfruttare leggermente la rotazione terrestre, che all’equatore è di circa 1600 km/h. Per orbitare a 400 km di quota occorre raggiungere una velocità di circa 27.000 km/h, e quei 1.600 aiutano solo se si va nella direzione giusta. Serve un po’ di esercizio a visualizzazione la situazione.
Più è inclinata l’orbita, più si perde questo vantaggio.

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Molto interessante, grazie ancora!

Ciao a tutti.
Ho fatto l’elaborato di terza media sui razzi e mi sono imbattuto in questo termine. Delta-v. Ho cercato cosa volesse dire ma non penso di averlo capito molto bene. Qualcuno potrebbe spiegarmi cosa significa in modo abbastanza semplice?

Te lo spiegherei partendo dal nome: Delta-v o \Delta v. In matematica e in fisica con \Delta qualcosa si intende in genere una variazione finita o una differenza finita di qualcosa. Questo qualcosa può essere una velocità (il caso del Delta-v) ma anche uno spostamento, un volume, una temperatura, una pressione, una corrente elettrica… Prendendo ad esempio la temperatura, ci potrebbe interessare ad esempio la differenza di temperatura tra l’interno di un edificio e l’ambiente esterno. Assumendo la temperatura interna T_{in} = 25°C e la temperatura dell’ambiente pari a T_{out} = 15°C possiamo definire un Delta-T \Delta T_{in-out} = T_{in} - T_{out} = 25°C - 15°C = 10°C.

Tornando al caso del Delta-v, questo non rappresenta altro che una variazione o una differenza di velocità (in metri al secondo m/s). Quando parliamo di razzi, il termine Delta-v indica quanta variazione di velocità il razzo può fornire. Il Delta-v di un razzo può essere usato come metro di misura per capire quanto questo può manovrare nello spazio e raggiungere orbite più lontane. In questo caso parliamo di Delta-v budget. Infatti per raggiungere ad esempio l’orbita geostazionaria, dove sono presenti molti satelliti di telecomunicazioni, partendo dall’orbita terrestre bassa, è necessario un certo delta-v, ovvero una certa variazione di velocità da parte del razzo/veicolo spaziale. E’ possibile calcolare se il nostro razzo è in grado di raggiungere questa orbita utilizzando l’Equazione del razzo di Ciolkovskij, che a partire dalle proprietà fisiche del razzo, ci indica quanto esso può variare la propria velocità.
Per concludere, se il Delta-v del razzo è maggiore del Delta-v budget per raggiungere l’orbità richiesta, questo significa che il razzo è in grado di raggiungerla, con del carburante in disavanzo. Se il Delta-v del razzo è invece minore del Delta-v budget, il razzo non potrà raggiungere l’orbita obbiettivo (se non con dei trucchi però complicati).

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Grazie mille! Finalmente l’ho capito. Ottima argomentazione😉

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Come da titolo,sulla scia del recente fatto di cronaca,mi chiedevo come un razzo,che dalle immagini riprese mi sembra monostadio,possa arrivare ad intercettare un satellite in orbita bassa.Correggetemi,ma per arrivare ad avere una velocità più elevata del satellite che si vuole colpire,si riesce a farlo anche con un solo stadio?e per la detonazione della carica esplosiva come funziona?

Ricordati di considerare sempre la velocità in modo relativo.
Nella fattispecie hai ragione tu, il razzo un questione non può riuscire a raggiungere la velocità orbitale.
Quello che ha fatto è stato solo di piazzarsi in traiettoria e il satellite lo ha travolto a 27.000 km orari.
Più tecnicamente il profilo di volo del razzo era suborbitale.

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Riguardo alla carica esposiva, non credo si abbiano informazioni. Non è nemmeno detto sia presente, dal momento che la sola energia dello scontro è sufficiente a distruggere il satellite

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