Orbit darkness time/ru
Период затенения орбиты (англ. "orbit darkness time") определяет период времени в котором аппарат остается в тени объекта, вокруг которого вращается. Точное время зависит от текущей конфигурации орбиты и лун.
На этой странице дается выражение для наихудшего варианта продолжительности периода, в который аппарат будет в тени на орбите. Эта информация может использоваться, чтобы определить, сколько батарей необходимо для аппарата, чтобы остаться работающим во время затененной части орбиты.
Contents
[hide]Основные вычисления
Здесь дан результат для вычисления самого долгого промежутка времени, проводимого в тени (в единицах измерения - секундах): , где:
- - главная полуось;
- - малая полуось;
- - характерный угловой момент;
- - эксцентриситет;
- - радиус планеты или луны.
Для справки, эти значения можно вычислить при известных апоцентре (Ap), перицентре (Pe) и теле на орбите:
- - апоцентр, измеренный от центра тела;
- - перицентр, измеренный от центра тела;
- - главная полуось;
- малая полуось;
- - эксцентриситет;
- - фокальный параметр орбитального эллипса;
- , the Гравитационный параметр;
- - характерный угловой момент;
Для вычисления значений сверху, как минимум, необходимы следующие параметры:
- - планируемый апоцентр орбиты космического аппарата, измеренный от поверхности тела;
- - планируемый перицентр орбиты космического аппарата, измеренный от поверхности тела;
- - радиус тела, вокруг которого планируется орбита (так называемый экваториальный радиус);
- - масса тела, вокруг которого планируется орбита.
Радиус и масса тела могут быть получены при посещении страницы небесного тела (например, страницу Кербина) или при посещении таблицы, которая содержит массы и радиусы всех небесных тел. Актуальная страница небесного тела также непосредственно показывает гравитационный параметр, таким образом, необходимость умножения на G - отсутствует.
При использовании километров для орбитальных параметров, гравитационный параметр должен быть разделен на 10003. Например, у Кербина экваториальный радиус 600 000 м. или 600 км. Его гравитационный параметр составляет 3.5316000×1012 м3/с2 или 3.5316000×103 км3/с2.
Упрощенное вычисление
Для (около) круговых орбит, у которых эксцентриситет достаточно мал, это уравнение становится довольно простым: Эта более простая формула работает только в том случае, если апоцентр и перицентр орбиты очень близки по высоте.
Ограничения
Этот метод предполагает, что орбита - эллипс/круг, который не изменяется или изменяется другими телами. Он также предполагает, что лучи Кербола параллельны планете, вокруг которой расположена орбита, несмотря на то, что все тела достаточно маленькие и достаточно далеки для этого от Кербола, чтобы это было практически правдой. Метод не принимает во внимание затенение, вызванное затмениями других тел, отличных от тела, на орбите вокруг которого находятся; например, при орбите вокруг Лейт Джул блокирует Кербол.
Метод дает самые длительные промежутки времени, проводимые в темноте, которые на некоторых орбитах (например, полярных орбитах) будет случаться исключительно периодически (смотрите угол "β"). Однако такой метод - хорошая идея запланировать наибольший (наихудший) промежуток времени в темноте.
Применение
При введении уравнения в программу, такую как "Microsoft Excel" или перейдя на страницу этого калькулятора, можно вычислить времена затенения для различных орбит вокруг любых планет или лун. Зная количество времени, проведенное в темноте и потребление энергии, необходимое количество энергии для хранения в батареях можно вычислить: , где:
- - емкость хранения батарей (Э);
- - уровень использования энергии (Э/с);
- - время, проводимое в тени (секунды).
Время в тени, вместе с общим орбитальным периодом можно также использовать для вычисления количества солнечных батарей необходимого, чтобы перезарядить батареи перед следующим периодом в тени. Однако, время, проведенное на свету Кербола обычно довольно длительно, так что даже единственная маленькая солнечная батарея перезарядит батареи большинства аппаратов перед следующим циклом в тени.
Примеры
Круговая орбита вокруг Кербина на высоте в 100 км.
Используется 0.05 Э/с для Удаленного управления "RC-001S" и 0.04 Э/с для прожектора "Mk1", таким образом общее энергопотребление 0.09 Э/с:
Так что, по крайней мере, 57.8 Э электрического заряда нуждаются в сохранении для работы в тени на этой орбите вокруг Кербина, при использовании 0.09 Э/с. Батарея со следующей самой большой емкостью хранения (в версии 0.24.2[outdated]) - это "Z-100" с емкостью в 100 Э. "RC-001S" также может хранить 30 Э, так что теоретически требуется только 27.8 Э.
Орбита вокруг Джула с апоцентром в 700 км. и перицентром в 200 км.
Используется 0.05 Э/с для Удаленного управления "RC-001S" и 0.16 Э/с для 4х прожекторов "Mk1", таким образом общее энергопотребление 0.21 Э/с: Так что, по крайней мере, 505 Э электрического заряда нуждается в хранении при работе в тени для такой орбиты вокруг Джула, при использовании 0.21 Э/с.
Круговые орбиты вокруг всех планет и лун
Следующая таблица содержит в себе периоды затенения для планет и лун. Все орбиты - круговые, на высоте 20% радиуса небесного тела.
Небесное тело | Период затенения | Период обращения орбиты | Высота над уровнем моря (м) | |
---|---|---|---|---|
![]() |
788 s | 13 минут 8.4 секунд | 41 минут 54.3 секунд | 50 000 m |
![]() |
531 s | 8 минут 50.6 секунд | 28 минут 12.2 секунд | 140 000 m |
![]() |
1 333 s | 22 минут 13.3 секунд | 1 часов 10 минут 52.1 секунд | 2 600 m |
![]() |
641 s | 10 минут 40.5 секунд | 34 минут 2.6 секунд | 120 000 m |
![]() |
908 s | 15 минут 7.6 секунд | 48 минут 14.5 секунд | 40 000 m |
![]() |
906 s | 15 минут 5.8 секунд | 48 минут 8.7 секунд | 12 000 m |
![]() |
854 s | 14 минут 14 секунд | 45 минут 23.5 секунд | 64 000 m |
![]() |
891 s | 14 минут 50.9 секунд | 47 минут 21.1 секунд | 26 000 m |
![]() |
906 s | 15 минут 5.8 секунд | 48 минут 8.7 секунд | 27 600 m |
![]() |
2 265 s | 37 минут 44.6 секунд | 2 часов 0 минут 21.8 секунд | 1 200 000 m |
![]() |
654 s | 10 минут 53.7 секунд | 34 минут 44.8 секунд | 100 000 m |
![]() |
934 s | 15 минут 34.3 секунд | 49 минут 39.5 секунд | 60 000 m |
![]() |
716 s | 11 минут 56.1 секунд | 38 минут 3.7 секунд | 120 000 m |
![]() |
890 s | 14 минут 49.8 секунд | 47 минут 17.6 секунд | 8 800 m |
![]() |
861 s | 14 минут 20.7 секунд | 45 минут 44.7 секунд | 13 000 m |
![]() |
914 s | 15 минут 13.7 секунд | 48 минут 33.8 секунд | 42 000 m |