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Órbita de Transferência de Hohmann

1925-01-01
  • Walter Hohmann
Nave espacial executando a manobra de transferência Hohmann em astrodinâmica.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A transferência de Hohmann é uma manobra orbital que move uma espaçonave entre duas órbitas circulares coplanares usando dois impulsos de motor. Geralmente, é a manobra de duas ignições mais eficiente em termos de consumo de combustível. A órbita de transferência é uma elipse tangente às órbitas inicial e final em seus apoastros e periastros, exigindo uma ignição para entrar na elipse e outra para circularizá-la.

A manobra de transferência de Hohmann, descrita por Walter Hohmann em seu livro de 1925, "A Atingibilidade dos Corpos Celestes", fornece uma base para transferências orbitais eficientes. O processo começa com a espaçonave em uma órbita circular estável. A primeira queima, um impulso prógrado (na direção do movimento), é aplicada instantaneamente. Isso adiciona energia à órbita, transformando-a de um círculo em uma elipse. O ponto da queima torna-se o periastro (ponto mais baixo) dessa nova elipse de transferência, e seu apoastro (ponto mais alto) é projetado para ser tangente à órbita circular final desejada.

A espaçonave então segue em trajetória elíptica, tipicamente por metade de um período orbital. Ao atingir o apoastro da elipse de transferência, uma segunda queima prógrada é executada. Esse segundo impulso adiciona mais energia, elevando o periastro da órbita para coincidir com o apoastro, circularizando assim a órbita na nova altitude mais elevada. Embora a transferência de Hohmann seja a mais delta-v Eficiente em muitos cenários, também é demorado. Para transferências onde a razão entre os raios orbitais final e inicial é muito grande (maior que cerca de 11,94), uma transferência bi-elíptica pode ser mais eficiente em termos de combustível, embora demore ainda mais.

UNESCO Nomenclature: 3301
Engenharia aeroespacial

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Leis do movimento planetário de Johannes Kepler
  • Lei de Isaac Newton gravitação universal
  • a solução do problema dos dois corpos na mecânica celeste

Aplicações

  • transferindo satélites de órbita terrestre baixa (leo) para órbita geoestacionária (geo)
  • envio de sondas da órbita da Terra para a órbita de Marte
  • planejamento de manobras de encontro para estações espaciais
  • projeto de trajetória padrão para missões interplanetárias

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • automated systems for executing multi-stage hohmann transfers for constelações de satélites
  • 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
Relacionado a: transferência de Hohmann, manobra orbital, astrodinâmica, delta-v, eficiência de combustível, órbita elíptica, apoapsis, periapsis, mecânica orbital, Walter Hohmann.

Contexto histórico

Órbita de Transferência de Hohmann

1920
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1922
1925-01-01
1930
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1924
1927
1930
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(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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