home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #16 / NN_1992_16.iso / spool / sci / space / 11046 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-07-31  |  2.8 KB  |  56 lines
  1. Newsgroups: sci.space
  2. Path: sparky!uunet!gatech!concert!samba!cecil
  3. From: cecil@physics.unc.edu (Gerald Cecil)
  4. Subject: Energiya's role in Space Station assembly
  5. Message-ID: <1992Jul31.172421.1732@samba.oit.unc.edu>
  6. Sender: usenet@samba.oit.unc.edu
  7. Nntp-Posting-Host: augustus.physics.unc.edu
  8. Organization: Dept. of Physics and Astronomy, Univ. North. Carolina at Chapel Hill
  9. Date: Fri, 31 Jul 1992 17:24:21 GMT
  10. Lines: 44
  11.  
  12. seds%cspara.decnet@Fedex.Msfc.Nasa.Gov writes...
  13. > The cross plane maneouver from 51 degrees down to 28.5 degrees has an 
  14. > enormous penalty in payload.  This is why you will NEVER see a Soyuz at
  15. > SSF orbit unless it is on Energia.  The payload penalty will drop Energia's
  16. > delivered payload to around 50,000 pounds.  I do not know the dynamics and 
  17. > this estimate is based on what I have read in generalities regarding that 
  18. > Energia could at best only deliver a Soyuz to SS Freedom. Anybody have 
  19. > Delta V numbers for such a plane change?
  20.  
  21. To change the plane of an orbit of radius r w/ circular orbital velocity 
  22. v by angle Da requires
  23.     Delta-v = 2v sin(Da/2)        [ 1 ]
  24. For 39 <= Da <= 60 degrees this can be reduced by doing the plane change
  25. at a larger radius ra because v decreases w/ radius.  However, the energy 
  26. required to place the vehicle in the transfer orbit increases w/ radius.  
  27. So there is an intermediate radius that minimizes the energy requirements,
  28. given by
  29.     ra/r = sin(Da/2) / [ 1 - sin(Da/2) ]
  30. When Da = 39 deg, ra/r = 1, and when Da = 60 deg, ra/r = infinite.
  31. In this case
  32.     Delta-v = 2v{ Sqrt[ra/r]*Sqrt[2/(1+ra/r)]*[1+sin(Da/2)/(r/ra)] - 1 } [2]
  33. w/ ra > r.
  34.  
  35. For the case of an Energiya launch (51 deg. inclination) to reach Space 
  36. Station Freedom (28.5 deg. inclination) Da < 39 deg. so equation [2] offers 
  37. no advantage over [1], and from [1] you require a Delta-v = 39% on top of 
  38. the initial circular velocity, essentially the same as that required to reach 
  39. escape velocity (41%) from radius r! (This explains why the Apollo did all
  40. the maneuvering during the Apollo-Soyuz Test Mission ... the SM engine had
  41. the populsive capability and I believe that the Saturn 1B was launched
  42. at higher inclination than 28.5 degs.  The capability was sufficiently 
  43. marginal however, that the Apollo had insufficient fuel to reboost 
  44. Skylab after the Soyuz rendezvous.) Energiya is capable of placing about 
  45. 105,000 kg in LEO and about 16,000 kg to escape or approximately to Space 
  46. Station Freedom. Soyuz has a mass of about 7,600 kgs.
  47.  
  48. All this suggests that for Energiya to play any role in Space Station 
  49. assembly, the Station would have to be assembled in a higher inclination
  50. orbit, say 40 degs.
  51. -- 
  52. Gerald Cecil 919-962-7169  Dept. Physics & Astronomy
  53. U of North Carolina, Chapel Hill, NC 27599-3255 USA
  54. -- Intelligence is believing only half of what you read; brilliance is 
  55.    knowing which half. ** Be terse: each line cost the Net $10 **
  56.