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ホーマン遷移軌道

1925-01-01
  • Walter Hohmann
Spacecraft performing Hohmann transfer maneuver in astrodynamics.

(画像はイメージです)

ホーマン遷移軌道は、2つのエンジン噴射を用いて宇宙船を同一平面上の2つの円軌道間を移動させる軌道操作である。一般的に、これは最も燃料効率の良い2回噴射による軌道操作である。遷移軌道は、遠点と近点において初期軌道と最終軌道の両方に接する楕円軌道であり、1回目の噴射で楕円軌道に入り、2回目の噴射で円軌道にする必要がある。

ウォルター・ホーマンが1925年の著書『天体の到達可能性』で解説したホーマン軌道遷移マニューバは、効率的な軌道遷移の基準となるものです。このプロセスは、宇宙船が安定した円軌道にある状態から始まります。最初の噴射は、進行方向(運動方向)への推進力として瞬時に加えられます。これにより軌道にエネルギーが加えられ、円軌道から楕円軌道へと変化します。噴射点は、この新しい遷移楕円軌道の近点(最低点)となり、遠点(最高点)は、最終的な円軌道に接するように設計されます。

The spacecraft then coasts along this elliptical path, typically for half an orbital period. Upon reaching the apoapsis of the transfer ellipse, a second prograde burn is executed. This second impulse adds more energy, raising the periapsis of the orbit to match the apoapsis, thus circularizing the orbit at the new, higher altitude. While the Hohmann transfer is the most delta-v efficient for many scenarios, it is also time-consuming. For transfers where the ratio of the final to initial orbital radii is very large (greater than about 11.94), a bi-elliptic transfer can be more fuel-efficient, though it takes even longer.

UNESCO Nomenclature: 3301
航空宇宙工学

タイプ

抽象システム

混乱

増分

使用法

広く普及している

前駆物質

  • ヨハネス・ケプラーの惑星運動の法則
  • isaac newton’s law of universal gravitation
  • 天体力学における二体問題の解法

アプリケーション

  • transferring satellites from low earth orbit (leo) to geostationary orbit (geo)
  • 地球軌道から火星軌道へ探査機を送る
  • 宇宙ステーションのランデブー操作を計画する
  • 惑星間ミッションのための標準軌道設計

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連キーワード:ホーマン遷移軌道、軌道操作、宇宙力学、デルタV、燃料効率、楕円軌道、遠点、近点、軌道力学、ウォルター・ホーマン。

歴史的背景

ホーマン遷移軌道

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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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