Delta-v

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

En física general delta-v és simplement el canvi de velocitat.

Depenent de la situació de delta-v s'hi pot referir com un vector ( \Delta\mathbf{v}\, ) o un escalar (\Delta{v}\, ). En ambdós casos és igual a l'acceleració (vector o escalar) integrada en el temps:

 \Delta\mathbf {v} = \mathbf {v} _1 - \mathbf {v} _0 = \int^ {t_1} _ {t_0} \mathbf{a} \, dt (versió vector)
 \Delta{v} = {v}_1 - {v} _0 = \int ^ {t_1} _ {t_0}{a} \, dt (versió escalar)

on:

  •  \mathbf{v_0}\, o  {v_0}\, és el vector velocitat inicial o escalar en el moment  t_0 \, ,
  •  \mathbf{v_1}\, o  {v_1}\, és l'objectiu de vector de velocitat o escalar en el moment  t_1 \, .

Astrodinàmica[modifica | modifica el codi]

En astrodinàmica delta-v és una mesura escalar per la quantitat d'"esforç" necessari per dur a terme una maniobra orbital, és a dir, el canvi des d'una òrbita fins a una altra. La delta-v la dóna normalment l'empenta d'un motor de coet. El valor temporal de la delta-v és la quantitat de l'acceleració, és a dir, l'empenta per quilogram de la massa del coet en aquest moment. El valor real de l'acceleració és la suma del vector gravetat i el vector empenta.

Sense gravetat delta-v és, en el cas d'empenta en la direcció de la velocitat, simplement el canvi en la velocitat. No obstant això, en un camp gravitatori, les òrbites que no són circulars incorporen canvis en la velocitat sense requerir cap delta-v, mentre que la gravetat pot fer que la velocitat sigui menys que delta-v.

L'equació del coet de Tsiolskovski mostra que la quantitat requerida de propel·lent poden augmentar dràsticament, i la càrrega útil pot reduir també dràsticament si cal una major delta-v. Per això, en els sistemes moderns de propulsió de naus espacials, s'estudia considerablement la manera de reduir la delta-v total necessària per a un vol espacial donat, així com dissenys de naus espacials capaces d'aconseguir alts delta-v.

Per al primer, veure l'òrbita de transferència de Hohmann i el gir gravitacional, a més, un elevat empenta redueix la pèrdua deguda a la gravetat.

Per al segon les possibilitats són:

  • Fer servir diverses fases
  • Elevat impuls específic
  • Atès que una embranzida elevat no es pot combinar amb un impuls específic elevat, s'usen diferents tècniques de motor a diferents parts del trajecte espacial (les que tenen més empenta per al llançament des de la terra).
  • Reduir la "massa en buit" (massa sense propel·lent) mantenint la capacitat de portar molt propel·lent, usant materials lleugers però resistents; quan els altres factors són iguals, és millor que el propelenete tingui major densitat, ja que així la mateixa massa requereix tancs més petits.

La delta-v es necessita també per mantenir satèl·lits en òrbita i es gasta en maniobres de manteniment orbital d'estacions.

Llançament[modifica | modifica el codi]

Delta-v necessària per al manteniment d'estacions[modifica | modifica el codi]

Maniobra Altitud Delta- v mitja
per any
m/s màxim
per any
[Km] [m/s] [m/s]
Manteniment d'estació 50-55
Compensació de fregament 400-500 <25 <100
Compensació de fregament 500-600 <5 <25
Compensació de fregament > 600 <7,5
Control d'altitud (3-eixos) 2 - 6
Rotació o anti-rotació 5-10
Separació de la fase d'empenta 5-10
Moment de descàrrega 2 - 6

Delta-v interplanetària[modifica | modifica el codi]

Maniobra Delta-v
necessària
Des de: Fins: [m/s]
Terra: Superfície Terra: Òrbita baixa 9300-10000
Terra: Òrbita baixa Terra: Òrbita de transferència geostacionària 2500
Terra: Òrbita de transferència geostacionària Terra: Òrbita geostacionària 1500
Terra: Òrbita de transferència geostacionària (perigeu) Terra: Òrbita d'escapament 700
Terra Òrbita d'escapament Lluna: Òrbita baixa 700
Terra Òrbita d'escapament Mart: Òrbita de transferència de Hohmann 600
Terra: Òrbita baixa Mart: Superfície 4800
Terra: Òrbita baixa Escape del sistema solar 8700
Lluna: Òrbita baixa Lluna: Superfície 1600
Mart: Superfície Mart: Òrbita baixa 4100
Mart: Òrbita de captura Mart: Òrbita de transferència de mínima energia 900
Mart: Òrbita baixa Fobos: Òrbita de transferència de Hohmann 900
Fobos: Òrbita de transferència Deimos: Òrbita de transferència 300
Deimos: Òrbita de transferència Deimos: Superfície 700
Fobos: Òrbita de transferència Fobos: Superfície 500

Vegeu també[modifica | modifica el codi]

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]