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Published in: Forschung im Ingenieurwesen 1/2024

01-12-2024 | Originalarbeiten/Originals

Bahnkorrektur auf Ellipsenbahnen

Teil 2 Bahnen mit Exzentrizitäten 0 < e < 1

Author: Werner Eidel

Published in: Forschung im Ingenieurwesen | Issue 1/2024

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Zusammenfassung

Mit Hilfe der erweiterten Hillschen Gleichungen für Ellipsenbahnen wird eine Methode zur Bahnkorrektur von Satelliten angegeben. Im Teil 1 wurden hierzu die für kleine Exzentrizitäten gültigen vereinfachten Differenzialgleichungen benutzt. Dort war die Zeit die unabhängige Variable. Als Ausgangspunkt der analytischen Rechnungen dienen jetzt die für beliebige Ellipsenbahnen gültigen Bewegungsgleichungen mit der wahren Anomalie als unabhängiger Variabler. Dieser zeitlich veränderliche Bahnparameter kann hier anstatt der Transferzeit als frei wählbare Variable benutzt werden. Zu dieser gewählten wahren Anomalie, bei der der Übergang auf die Soll-Bahn stattfinden kann, werden die beiden erforderlichen Geschwindigkeitskorrekturen sowie der Gesamtgeschwindigkeitsbedarf für ein Zwei-Impuls-Manöver analytisch ermittelt und formelmäßig angegeben. Wegen auftretender Unendlichkeitsstellen sind jedoch Einschränkungen bei der Wahl des Parameters gegeben. Diese Singularitäten können ebenfalls analytisch bestimmt werden, teilweise formelmäßig und für einen Sonderfall durch eine Bestimmungsgleichung. Es zeigt sich, dass zwischen den Unendlichkeitsstellen Minimalstellen für den Geschwindigkeitsbedarf liegen. Es wird dazu gezeigt wie der optimale Parameter für einen minimalen Geschwindigkeitsbedarf zur Treibstoffoptimierung bestimmt werden kann. Die Zielfunktion dieser Optimierung hängt dabei nur von einer Variablen, nämlich der wahren Anomalie ab. Daher kann das Minimum mit einem Optimierungsverfahren oder noch einfacher mit dem Newton-Verfahren numerisch leicht bestimmt werden. Die angegebene Methode lässt sich auch auf verwandte Probleme der Bahnmechanik anwenden.

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Metadata
Title
Bahnkorrektur auf Ellipsenbahnen
Teil 2 Bahnen mit Exzentrizitäten 0 < e < 1
Author
Werner Eidel
Publication date
01-12-2024
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Published in
Forschung im Ingenieurwesen / Issue 1/2024
Print ISSN: 0015-7899
Electronic ISSN: 1434-0860
DOI
https://doi.org/10.1007/s10010-024-00725-7

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