Введение
Космические полеты
В космических полетах орбитальное включение — это орбитальный маневр, который корректирует траекторию космического аппарата, обеспечивая выход на орбиту вокруг планеты, луны или другого небесного тела. Маневр орбитального включения предполагает либо замедление с превышением первой космической скорости данного небесного тела, либо ускорение до нее с меньшей скорости. Если результатом является переходная орбита, например, включение на орбиту сближения, маневр называется орбитальным выведением.
Типы орбит
Орбиты — это периодические или квазипериодические траектории, как правило, вокруг центрального небесного тела, например, Земли или Солнца. Они также могут быть траекториями вокруг точек Лагранжа в многотельной системе, такой как система Земля-Луна. (Например, NASA использовало гало-орбиту для миссии CAPSTONE.)
Низкие орбиты
Низкие орбиты — это траектории, находящиеся глубоко в гравитационном колодце центрального тела. Примеры включают низкую околоземную орбиту и низкую окололунную орбиту. Выход на низкую орбиту может потребовать существенного замедления относительно центрального тела или, при запуске с поверхности планеты, значительного ускорения для достижения орбитальной скорости.
Высокие и эллиптические орбиты
Высокие энергетические орбиты, такие как геостационарная, часто достигаются с помощью эллиптических орбит перевода.
Ускорение
Второй тип орбитального вывода используется для недавно запущенных спутников и других космических аппаратов. Большинство ракет-носителей, используемых сегодня, могут выводить полезную нагрузку только на очень узкий диапазон орбит. Угол наклонения относительно экватора и максимальная высота этих орбит ограничены используемой ракетой и космодромом. В связи с этим ограничением, большинство полезных нагрузок сначала выводятся на переходную орбиту, где требуется дополнительный импульс для перевода эллиптической орбиты, полученной в результате первоначального запуска, в круговую. Ключевое отличие этого маневра от включения в транспланетную орбиту заключается в значительно меньшем изменении скорости, необходимом для повышения или циркуляризации существующей планетарной орбиты, по сравнению с необходимостью гасить значительную скорость межпланетного перелета.
Альтернативы ракетам
Хотя современные маневры выхода на орбиту требуют точно рассчитанных включений традиционных химических ракет, достигнут определенный прогресс в использовании альтернативных способов стабилизации орбит, таких как ионные двигатели или плазменные двигатели, для достижения того же результата с меньшим расходом топлива за более длительный период времени. Кроме того, исследования по применению электропроводящих космических тросов для магнитного отталкивания от магнитного поля Земли показали обнадеживающие результаты, которые потенциально могут полностью исключить необходимость в топливе.