第33章 双椭圆轨道转移方案
秦宇的确正有此意。
现阶段,若想给谢小棠挤出两个小时破译星载计算机密钥,只能靠拖延时间。
拖延时间的方式就是在轨道兜圈子!
三菱重工不是想撞吗,摆渡车1号偏偏不入轨,跟你耗着。
秦宇粗略算了一下,兜一圈大约是90多分钟时间,完全够谢小棠用的。
但这样兜圈子并非没有代价。
秦宇问盛浩然:“这批星链样星的等离子护盾,能拦截几次电磁波?”
盛浩然不容乐观道:“由于尚在实验阶段,所以等离子护盾的天线比较简陋,没法重复使用。而且个头都很小,产生一次等离子护盾就会失效……”
秦宇点了点头,竖起一根手指,
“只有一次。我们只有一次让三菱重工和黑瞳卫星断开联系的机会,也就是说我们最多兜一圈,等离子护盾的杀手锏便失效了。”
赵五征汇报说:“凭黑瞳卫星目前的在轨飞行速度,大概每隔95分18秒,就会经过一次东瀛测控站的头顶,接收地面控制指令!”
秦宇将95分18秒用粉笔写到黑板上。
赵五征接着道:“假如摆渡车1号抵达远地点时,不进入轨道,而是继续沿近地点500公里、远地点650公里的椭圆轨道兜圈子,飞完一圈则需要97分12秒。”
这个时间同样被秦宇写在了黑板上。
“东瀛测控站在原来撞击点的轨道前方,还是轨道后方?”
“轨道前方,两者距离约在1400公里。”
秦宇脑袋里飞快一转,就有了结果,“也就是说,黑瞳卫星需要先经过远地点,才会经过东瀛测控站,这个时间差,最多3分钟!”
他将目光投向曹安琪,“3期部署任务的三颗卫星,大约需要多久才能完成投放?”
曹安琪回道:“至少要间隔2分半投放一颗,即使入轨的同时就开始投放卫星,也得5分钟才能结束任务。”
“5分钟……”
听到这里,秦宇拿粉笔往黑板打个醒目的叉。
“如果椭圆轨道不变,在远地点时,摆渡车1号为躲避碰撞,选择与黑瞳卫星擦肩而过;继续沿椭圆轨道绕回近地点兜圈子、拖延时间。”
“那么,三菱重工同样可以利用卫星的机动性,在3分钟后抵达测控站时,选择另一条相同的椭圆轨道,拐入进去。”
“由于椭圆轨道相同,所以绕圈子的时间相等。那么在摆渡车1号重新进入650公里晨昏轨道、途经黑瞳卫星的拐入点时,对方也刚好出来,仍然会相撞!”
“也就是说,留给摆渡车1号的任务时间,仅有撞击点到东瀛测控站的3分钟时间,远远不够。”
紧接着,秦宇又道:
“因此,星链样星的电子雪崩,会在黑瞳卫星抵达东瀛测控站时,阻止其拐入一条椭圆轨道、并继续沿着650公里的晨昏轨道飞行。”
“那么,摆渡车1号在椭圆轨道兜一圈要97.2分钟、黑瞳卫星在晨昏轨道飞一圈要95.3分钟,两者将拥有1.9分钟的时间差……”
这个时间差似乎也没有太大作用。
韦珅说:“当摆渡车1号兜完一圈,第二次从远地点,也就是撞击点进入晨昏轨道时,黑瞳卫星已经飞过去了1.9分钟。”
赵五征道:“从撞击点再到东瀛测控站3分钟,加起来一共4.9分钟的时间,供我们部署卫星。届时三菱重工再发出减速指令,这点时间捉襟见肘啊!”
秦宇又在现有的轨道上,多画了两条,指着黑板道:
“若想扩大与黑瞳卫星的时间差,要么延长轨道飞行时间,要么缩短轨道飞行时间。”
他给前者打了个叉,
“延长轨道飞行时间,意味着椭圆轨道要变大,譬如将(500,650)近远点的轨道,扩大成(500,700)近远点的轨道。”
“但如此一来,远地点抬高到700公里,摆渡车1号便无法再进入晨昏轨道,事实不成立,否掉!”
众人听完,点了点头。
“那么就缩短轨道飞行时间,意味着椭圆轨道要变小,譬如将(500,650)近远点的轨道,缩小成(200,650)近远点的轨道。”
秦宇说完,赵五征用开普勒第三定律的公式演算起来。
“t2/a3=4π2/gm…………t=93.4分钟!”
“跟刚才反过来了,摆渡车1号第二次进入远地点时,领先1.9分钟。”
听完赵五征的结果,秦宇嗯了声,
“也就是说,黑瞳卫星需要先飞1.9分钟抵达远地点,再飞3分钟抵达测控站。最后收到加速指令时,至少需要4.9分钟才能撞上我们。”
“但是这点时间仍有些紧凑,为了给摆渡车1号入轨调整留出空挡,可以直接缩小到极致!”
秦宇粉笔一划,直接在黑板的(500,
650)椭圆轨道里,画出一条最小的椭圆。
“在这条轨道环绕一圈,摆渡车1号只需92.6分钟,便能提前进入晨昏轨道,共领先黑瞳5.7分钟,时间非常充裕。”
“近地点130公里、远地点650公里的霍曼转移轨道?”
参会的高管们纷纷发出一阵惊呼。
他们费了很大的功夫,才用星火三号的两级火箭,将摆渡车1号送进160公里的初始轨道。
现在椭圆轨道的近地点直接降到130公里,离大气层只有30公里之遥,稍不留神可能就再入大气层烧毁了。
韦珅神情凝重道:
“这不仅是近地点降到130公里的问题啊,将摆渡车1号从一条椭圆轨道,转移到另外一条椭圆轨道,其计算过程将无比复杂!”
赵五征点头,“不仅要准确计算转移时的轨道参数,还涉及到深入的天体力学理解,摆渡车1号要在转移过程中不断进行轨道调整和监测,以确保其始终沿着正确的路径前进。”
盛浩然说:“12台姿轨发动机还需要一个精确的算法,来控制推力方向,任何一点误差都可能导致摆渡车1号转移轨道失败。以往在两条椭圆轨道互相转移的成功案例,少得可怜啊,甚至都没得借鉴……”
秦宇将黑板翻了个面,背面密密麻麻写满了各种物理定式和积分算式。
这些是他刚刚入定时候,琢磨出来的关于不同霍曼轨道的转移方案。
由于摆渡车1号除正常入轨部署卫星外,只剩两次点火机会,因此秦宇计划让更小推力的姿轨发动机作为主力,通过消耗1次主发动机的点火机会,完成双椭圆轨道转移。
韦珅看着黑板上那堆公式,有点吃力的研究着。
从大椭圆轨道向小椭圆轨道的转移过程中,涉及到开普勒第三定律、轨道能量守恒方程式、霍曼转移所需速度增量公式、相位调整轨道公式等。
无数眼花缭乱的字符从众人眼前飘过,看起来像一黑板的天书。
但秦宇仅用一支粉笔,便将这些看起来风马牛不相及的公式、定理串联起来,组成一套前所未有的轨道转移方案。
【t+04:10:27】
【9月20日凌晨00:40:27】
距离火箭点火发射,时间已经过去了四个多钟头。
直播间的很多网友已经困得睡着了,观景台和淇水湾海滩的航天爱好者们,倒仍精神亢奋的举行着篝火派对,等待最后的胜利。
熬到半夜,尽管大家早就筋疲力尽了,但不得不打起精神,将最后的难关趟过去。
接下来,秦宇便向众人宣读了摆渡车1号的任务,以及各部门的安排——
“首先,在约30分钟后,摆渡车1号将抵达(500,650)椭圆轨道的远地点。此时进行变轨,拐进(130,650)椭圆轨道,绕行一圈后再进入650公里晨昏轨道,执行3期卫星部署任务。”
“三菱重工发现摆渡车1号未按计划入轨,一定会向黑瞳卫星发出同样的变轨指令。届时,星链样星的等离子护盾开启,阻断两者的通讯联系,让黑瞳卫星继续沿晨昏轨道飞行。”
“在此期间,谢小棠会设法破译星载计算机的密钥,注入新的星历、钟差、导航电文、控制指令,并修改原子钟的导航精度。”
“飞行92.6分钟后,摆渡车1号以2.7分钟的优势进入晨昏轨道;而黑瞳卫星至少需要5.7分钟(2.7+3)抵达东瀛测控站上空,这段时间内我们已经完成部署。”
“发现拦截失败后,三菱只能给黑瞳发送返回指令,由于导航精度动了手脚,黑瞳将百分百撞进八咫鸦间谍卫星的轨道……”