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호만 전이 궤도

1925-01-01
  • Walter Hohmann
천체 역학에서 호만 이동 기동을 수행하는 우주선.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

호만 전이는 두 번의 엔진 추진을 이용하여 우주선을 동일 평면상에 있는 두 개의 원형 궤도 사이로 이동시키는 궤도 기동입니다. 일반적으로 두 번 추진하는 기동 중 연료 효율이 가장 높습니다. 전이 궤도는 원지점과 근지점에서 초기 궤도와 최종 궤도 모두에 접하는 타원형이며, 따라서 타원 궤도 진입에 한 번, 원형 궤도로 전환하는 데 또 한 번의 추진이 필요합니다.

발터 호만이 1925년 저서 '천체의 도달 가능성'에서 설명한 호만 궤도 전이 기동은 효율적인 궤도 전이를 위한 기본 원리를 제공합니다. 이 과정은 우주선이 안정적인 원형 궤도에 진입한 상태에서 시작됩니다. 첫 번째 연소는 진행 방향(운동 방향)으로 추진력을 순간적으로 공급하는 것입니다. 이 추진력은 궤도에 에너지를 더하여 원형 궤도를 타원형 궤도로 변경합니다. 연소 지점은 새로운 전이 타원의 근지점(최저점)이 되며, 원지점(최고점)은 최종적으로 목표로 하는 원형 궤도에 접선이 되도록 설계됩니다.

우주선은 일반적으로 궤도 주기의 절반 동안 이 타원형 경로를 따라 활공합니다. 전이 타원의 원지점에 도달하면 두 번째 순방향 연소가 수행됩니다. 이 두 번째 추진력은 더 많은 에너지를 공급하여 궤도의 근지점을 원지점과 일치하도록 높이고, 결과적으로 더 높은 고도에서 궤도를 원형으로 만듭니다. 호만 전이 궤도는 가장 일반적인 전이 궤도이지만, 델타-v 많은 시나리오에서 효율적이지만, 시간이 많이 소요되기도 합니다. 최종 궤도 반지름과 초기 궤도 반지름의 비율이 매우 큰 경우(약 11.94 이상)에는 이중 타원 궤도 전이가 연료 효율은 더 높을 수 있지만, 시간은 훨씬 더 오래 걸립니다.

UNESCO Nomenclature: 3301
항공우주공학

유형

추상 시스템

분열

점진적

용법

널리 사용됨

전구체

  • 요하네스 케플러의 행성 운동 법칙
  • 아이작 뉴턴의 법칙 만유인력
  • 천체 역학에서의 이체 문제 해결

응용 프로그램

  • 위성을 이전하는 중 저궤도 (레오)에서 정지궤도(geo)로
  • 지구 궤도에서 화성 궤도로 탐사선을 보내는 것
  • 우주 정거장 도킹 기동 계획
  • 행성 간 탐사 임무를 위한 표준 궤적 설계

특허:

NA

잠재적 혁신 아이디어

  • automated systems for executing multi-stage hohmann transfers for 위성군
  • low-thrust equivalents of hohmann transfers using spiral trajectories for electric propulsion
  • software for calculating optimal launch windows based on hohmann transfer alignments
  • ‘hohmann-cycler’ concepts for regular transport between earth and mars
  • modified hohmann transfers that include a plane change maneuver mid-course
  • educational tools visualizing the energy changes during a hohmann transfer
  • on-orbit servicing vehicles that use hohmann transfers to move between client satellites
  • algorithms to find hohmann-like transfers in complex multi-body systems like the jupiter system
  • standardized mission kits for cubesats pre-programmed for leo-to-lunar hohmann transfers
  • financial instruments for hedging against fuel price volatility on standard hohmann routes
관련 용어: 호만 전이, 궤도 기동, 천체역학, 델타-V, 연료 효율, 타원 궤도, 원지점, 근지점, 궤도 역학, 발터 호만.

역사적 맥락

호만 전이 궤도

1920
1920
1922
1925-01-01
1930
1930
1930
1920
1920
1922
1924
1927
1930
1930
1930

(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

10년차 기념일

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