Orbit/ru

Космически корабль на орбите вокруг Мохо.

Орбита это эллиптический путь вокруг небесного тела. Точка орбиты, ближайшая к небесному телу, называется перицентр, наиболее удаленная — апоцентр. На карте эти точки обозначены как "Pe" и "Ap", соответственно.

Орбита называется “стабильной,” если все точки орбиты находятся над поверхностью и атмосферой, что эквивалентно тому,что перицентр над поверхностью и атмосферой, так как это самая низкая точка орбиты. Космический аппарат на такой орбите не будет терять скорость из-за сопротивления атмосферы и не врежется в землю.

Чтобы достичь орбиты, аппарат должен набрать достаточную высоту и орбитальную скорость. Во время подъема гравитационный манёвр помогает достичь обе цели эффективным в смысле экономии топлива способом.

Используемая терминология

Основные термины, используемые в космической баллистике и астрономии.

Свойства

Каждая орбита имеет некоторые базовые свойства, характеризующие её. Этот список содержит множество величин, которые могут быть вычислены при помощи других из списка.

Апоцентр и перицентр

→ Смотрите также: Апоцентр и перицентр в Википедии.

Апоцентр и перицентр (апсиды) определяют ближайшую и наиболее удаленную точки орбиты. Перицентр (ближайшая точка) помогает определить, достаточно ли высоко лежит орбита, чтобы избежать столкновения с поверхностью или взаимодействия с атмосферой. Апоцентр находится на другом краю орбиты и это наиболее удаленная точка от тела, вокруг которого вращается аппарат. Перицентр не указывается, если он лежит под поверхностью. Здесь возникает путаница от какого уровня измеряется высота точек. В игре высота отсчитывается от поверхности, в то время как в орбитальной механике обычно рассматривается расстояние от центра тела. При движении от апоцентра к перицентру аппарат приближается к поверхности, а от перицентра к апоцентру — удаляется.

Для параболических и гиперболических траекторий апоцентр никогда не указывается, так как лежит за пределами сферы влияния. Перицентр текущей траектории показывается только если аппарат ещё не прошёл его. Как только корабль проходит наинизшую точку перицентр пропадает.

Иногда для различных тел используются специальные слова. Апокей (англ. "apokee") или апокерб (англ. "apokerb") для апоцентра и перикей (англ. "perikee") или перикерб (англ. "perikerb") для перицентра орбиты вокруг Кербина.

В Kerbal Space Program апсиды обычно обозначаются маркерами “Ap” и “Pe”. В реальном мире используют прописную Q для апоцентра и строчную qдля перицентра, так как переменные обычно обозначаются одной буквой. Использование a для апоцентра не рекомендуется, это может вызвать путаницу, так как такое имя обычно используют для большой полуоси.

Эксцентриситет

Эллиптическая орбита - 0<e<1 (белая) и круговая орбита - e=0 (синяя)

→ Смотрите также: Эксцентриситет в Википедии.

Эксцентриситет показывает "сжатость" орбиты. Связь эксцентриситета и формы орбиты:

• Для круговой орбиты эксцентриситет равен 0
• Для эллиптической орбиты эксцентриситет между 0 и 1
• Для параболической орбиты эксцентриситет ровно 1
• Для гиперболической орбиты эксцентриситет больше 1

Если эксцентриситет больше или равен 1, то космический корабль покидает тело. Круговые или параболические орбиты не распространены или даже практически трудновыполнимы, так как в этом случае маневрирование должно быть невероятно точным. Но существует возможность получения эксцентриситета очень близкого к этим величинам, и рассматривать орбиту как круговую или параболическую. Некоторые планеты и луны в Kerbal Space Program имеют идеальную круговую орбиту. Это возможно, так как они движутся "по направляющим", и физические взаимодействия не могут изменить параметры орбиты.

Эксцентриситет обычно обозначается строчной e.

Наклонение

Синяя орбита имеет наклонение 20°, а серая - нулевое.

→ Основная статья: Наклонение орбиты в Википедии.

Наклон орбиты определяется наклонением. Обычно эта величина измеряется в градусах и принимает значения от –90° до 270°. Наклонение в 0° или 180° характеризует экваториальную орбиту, то есть аппарат всегда находится над экватором. Наклонение в 90° характеризует полярную орбиту. Если наклонение меньше 90° орбита прямая, то есть вращение вокруг тела сонаправлено с обращением тела вокруг своей оси. Наклонение между 90° и 270° определяет обратную орбиту, то есть вращения тела и аппарата противонаправлены. Так как все тела в Системе Кербола обращаются против часовой стрелки, если смотреть с северного полюса, то прямая орбита — против часовой стрелки, обратная — по часовой.

При взлёте с поверхности тела наименьшее доступное наклонение будущей орбиты ограничено широтой стартовой точки. Полярная орбита всегда возможна, а для получения экваториальной орбиты необходимо стартовать с экватора.Так как Космический Центр Кербала почти на экваторе, возможно получение почти любых наклонений без дополнительных орбитальных манёвров.

На данный момент нет прямого способа определить наклонение без использования модов. Для некоторых планет возможно определить наклонение по луне с нулевым наклонением. В этом случае необходимо пометить луну как цель, тогда "восходящий узел" (англ. "ascending node") и "нисходящий узел" (англ. "descending node") дают углы наклонения. Это также возможно для орбиты вокруг Кербола. "Луной" в данной случае будет Кербин.

В большинстве случаев наклонение определяется относительно экватора, но также может быть определено по отношению к эклиптике. Для Кербина плоскость вращения вокруг Кербола и плоскость экватора совпадают, поэтому нет разницы в определении относительно экватора и относительно эклиптики.

Большая полуось

→ Смотрите также: Большая полуось в Википедии.

$a={\frac {Q+q}{2}}$ Большая полуось это среднее между апоцентром и перицентром, и обычно измеряется от центра тела. Эта величина не может быть напрямую измерена в игре без модов, но её легко вычислить, поделив на два сумму апсид. Большая полуось определяет орбитальный период (сидерический период), так что неважно насколько вытянута орбита, пока большая полуось не изменяет значение период вращения будет постоянным. Это упрощает достижение синхронной орбиты.

Если апсиды даны относительно поверхности тела, то формула всё равно применима, но к результату необходимо добавить радиус тела. Большую полуось можно определить как среднее расстояние, но это зависит от того, какое определение среднего расстояния мы применяем. В формулах большую полуось обычно обозначают строчной a, не следует путать её с апоцентром.

Типы орбит

Низкая опорная орбита (НОО)

В английском: "Low Kerbin orbit" (LKO) по аналогии с термином "low Earth orbit" (LEO) – описывает стабильную низкую орбиту вокруг Кербина, которая может быть достигнута с относительно малыми затратами дельта-v. Наинизшая точка должна быть не ниже 70 км, чтобы избежать торможения об атмосферу. Высота обычно не превышает 200 км.

Тонны груза отправляются на низкую орбиту для сравнения эффективности и размеров ракет.

При оптимальных условиях низкая орбита может быть достигнута с 4450-4700 м/с дельта-v.

Благодаря эффекту Оберта низкая орбита является подходящей начальной точкой для путешествий к другим небесным телам.

Стационарная орбита и синхронная орбита

→ Основная статья: Stationary orbit/ru

Орбита, у которой орбитальный период равен периоду обращения объекта, на этой орбите, называется синхронной орбитой для этого объекта. Если кроме этого наклонение равно 0° и эксцентриситет равен 0, то орбита называется стационарной. Спутник на такой орбите кажется неподвижным с поверхности тела.

Другие

Можно определить множество других орбит. Список орбит на Википедии содержит наиболее распространённые из них. Они могут быть воссозданы изменением характеристик орбит для меньшей вселенной. Некоторые виды орбит невозможно воссоздать. Например, поскольку в игре не существует точек Лагранжа, то орбит вокруг них невозможно достичь.

Суборбита

Орбита называется суборбитальной, если перицентр орбиты расположен ниже уровня поверхности, так что аппарат ударится о поверхность (или приземлится).

Орбиты в файлах сохранений

Файлы сохранений (и сценарии) в Kerbal Space Program - это просто текст и пригоден для чтения информации об орбите каждого аппарата, созданного на данный момент в игре. Большинство текстовых редакторов позволяют искать name = [Name of craft] с помощью ^ Ctrl+F (⌘Cmnd+F для "Mac"). Это помогает быстро найти в файле данные по аппарату. Секция описания орбиты в файле "persistent.sfs" должна выглядеть примерно так:

 ORBIT
 {
   SMA = 76875.4600066045
   ECC = 0.136808532664149
   INC = 32.6082297441138
   LPE = 91.4665699628126
   LAN = 305.802690796769
   MNA = 0.556028537338098
   EPH = 19189976.1161395
   REF = 3
   OBJ = 0
 }

Каждая из этих строчек имеет значение и, изменив их (а потом перезагрузив сохранение), вы измените орбиту космического корабля.

• SMA : Semimajor axis – большая полуось — среднее между апоцентром и перицентром, отсчитываемых от цента тела.
• ECC : Eccentricity – эксцентриситет — форма орбиты, её "вытянутость".
• INC : Inclination – наклонение — наклон орбиты по отношению к плоскости экватора.
• LPE : Longitude of periapsis – долгота перицентра — горизонтальная ориентация перицентра.
• LAN : Longitude of the ascendingnode – долгота восходящего узла — горизонтальная ориентация восходящего узла.
• MNA : Mean anomaly at epoch – средняя аномалия — определяет позицию аппарата вдоль эллипса в определенное время.
• EPH : epoch – привязка по времени для орбиты.
• REF : reference body – код тела - ID тела, вокруг которого вращается аппарат. 0 это солнце, 1 это Кербин,2 это Мун, 3 это Минмус.
• OBJ : тип объекта. Похоже, 0 — зонд (англ. "probe"), 1 – отделяющаяся часть(англ. "debris").

Для отделения дробной части от целой используется "." (точка), ноль обозначается как "0", а не "0.0" (например, SMA = 0).

Изменяя эти величины в файле сохранения, можно переместить корабль на любую позицию. Очень полезно для сценариев.

Обучающее видео (на английском языке) по изменению орбиты космического аппарата: Savefile Editing & Orbital Parameters Tutorial by Scott Manley

Идентификаторы (ID) небесных тел

Таблица содержит Идентификаторы (ID) всех небесных тел в Кербольской системе:

Планеты/Звезды		Луны
Идентификатор (ID)	Название	Идентификатор (ID)	Название
0	Кербол
4	Мохо
5	Ив	13	Гилли
1	Кербин	2	Мун
		3	Минмус
6	Дюна	7	Айк
15	Дрес
8	Джул	9	Лейт
		10	Валл
		12	Тило
		11	Боп
		14	Пол
16	Иилу

Ссылки

• Орбита в Википедии;
• Апоцентр и перицентр в Википедии;
• Низкая опорная орбита в Википедии.