Er vi snart ferdige med ? g? rundt eller???

N? begynner vi ? bli ganske lei av ? g? rundt og rundt alts?... Svimmel er ikke beskrivende nok lengre...

Av Lena og Helena?
Publisert 18. des. 2025

Hallo venner?!

N? er dere sikkert like svimle??? som det vi er, men vi m? nok g? rundt i bane?? litt til f?r vi kan begynne ? lande denne raketten?! For n? ser banen?? v?r rundt Tenebris? slik ut??

Figur 1: Banen v?r rundt Tenebris n?.

En ganske s? elliptisk bane??, som tar oss rundt Tenebris? p? ca. 28 dager. Det vi ?nsker n? er ? komme oss enda n?rmere Tenebris?. Dette skal vi gj?re ved ? gj?re radiusen til banen?? v?r mindre, slik at vi f?r en kortere og n?rmere bane?? rundt Tenebris?, en s?kalt ''low orbit'' eller lav bane??. For ? gj?re dette har vi kommet opp med en helt unik metode! Vi skal nemlig stoppe raketten? helt opp! V?r rakett? er faktisk utstyrt med n?dbremser, som ?yeblikkelig stopper hastigheten v?r, men de fungerer bare en gang, s? i stedet for ? bruke de under landingen v?r, har vi blitt tvunget til ? bruke de n?. Da m? vi ogs? finne en ny metode ? bruke for ? kunne lande, men det tar vi n?r den tid kommer! Uansett, m?ten dette vil fungere p? er at hvis vi antar et tolegemesystem mellom Tenebris? og raketten?, og da stopper hastigheten til raketten?, s? vil den eneste kraften som virker p? oss er kraften fra Tenebris?. Dette er forutsatt at vi ikke er i atmosf?ren da. Siden den eneste kraften som virker p? oss er tyngdekraften fra Tenebris?, s? vil vi bli dratt inn mot Tenebris? i radiell retning. Siden raketten? v?r er s? avansert som den er, s? kan vi da starte den igjen n?r vi f?ler at vi er n?re nok overflaten. Vi vil da endre hastigheten til raketten? v?r igjen slik at vi g?r i en sirkelbane??. For ? finne ut hvilken hastighet vi trenger for ? kunne g? i denne sirkelbanen?? skal vi bruke Newtons andre lov til ? finne banehastigheten til en sirkelbane????

Formel 1: Banehastigheten til en sirkelbane.

Her er v hastigheten til raketten?, G er gravitasjonskonstanten, M er massen til planeten, og r avstanden fra raketten? og til senter i Tenebris?. Grunnen til at vi kan gj?re dette er fordi Newtons andre lov kan faktisk brukes til ? finne hastigheten til en satellitt i sirkelbane??. S? alts?, det vi gj?r er at vi faller inn mot Tenebris? i en rett linje, og s? n?r vi er p? det punktet vi vil v?re s? slutter vi ? falle, og starter med en gang ? g? i sirkelbane??. Slik vil det da se ut

Figur 2: Slik blir bevegelsen v?r.

Men, n? m? vi v?re VELDIG forsiktige! For hvis vi forminsker banen?? for mye, s? vil vi til slutt havne i atmosf?ren til Tenebris?. Og det vil vi ikke! Fordi s? fort vi havner i atmosf?ren, s? begynner luftmotstanden ? virke, og om vi da har for h?y hastighet vil vi... ja.. ikke overleve da for ? si det slik, raketten? vil ta fyr p? grunn av friksjonen, og det er ikke helt heldig. For ? passe p? at dette ikke skjer skal vi hele tiden bruke orienteringssytemet v?rt til ? sjekke avstanden mellom raketten? og, egentlig sentrum av planeten, men vi trekker fra radiusen s? da blir det mellom raketten? og overflaten til Tenebris?. N?r vi da begynner ? g? i bane?? s? finner vi raskt ut om vi er i atmosf?ren eller ikke. Det er fordi hvis den gjennomsnittlige avstanden er konstant over en tid s? kan vi konkludere med at vi ikke er i atmosf?ren. For hadde vi v?rt i atmosf?ren ville vi ikke klart ? holdt oss i stabil bane?? fordi luftmotstanden vil da senke hastigheten v?r, og vi vil falle ned mot Tenebris?.

Enda ett problem vi kan m?te p? med denne metoden for banesenking er at vi f?r s? h?y fart i radiell retning at vi ikke klarer ? stabilisere raketten?. Da risikerer vi ogs? ? havne inn i atmosf?ren, og da vil vi miste h?yde og bli dratt inn mot Tenebris?. Dette kalles ''orbital decay'' eller baneforringelse.

Heldigvis siden vi har en s? bra simulering s? kan vi sjekke i forveien hvor lenge vi kan falle mot planeten og hvilken konsekvens det har for banen?? v?r??

TestTid vi faller (timer)Avstand til Tenebris sin overflate (km)
124 h61448.8 km
226 h51462.3 km
330 h23323.5 km
432 hOrbital decay
531.5 h4835.1 km
631.6 h2917.9 km
731.7 h689.4 km
831.75 hOrbital decay
931.72 h184.3 km

Vi er veldig forn?yd med ? ha n?dd en avstand p? 184.2km over overflaten, alts? siste test, s? da kan vi trygt la raketten? v?r falle mot Tenebris? i 31.72 timer. Etter det bruker vi formelen vi fant over, formelen for banehastighet, til ? finne hastigheten til en stabil sirkelbane?? med denne radiusen, men vi m? huske ? legge sammen planetens radius og h?yden s? vi f?r riktig radius p? sirkelbanen??! Vi f?r da disse hastighetene??

HastighetVektor (km/t)Skalar (km/t)
Rakettens etter fall[16283.1, -20192.3]25939.7
For stabil sirkelbane[14595.7, 11770.03]18750.2
Vi booster[-1687.3, 31962.3]32006.8

Vi snakket tidligere om at vi m? passe p? at vi ikke m? komme innenfor atmosf?ren til planeten ?r, og det er ikke s? mange m?ter ? sjekke p? annet enn det vi nevnte ved ? la raketten? kj?re en liten stund og se hvordan banen?? v?r utvikler seg. Vi setter da ut p? reise og lar raketten? v?r kj?re rundt Tenebris? i 10 timer. N?r det er gjort sjekker vi avstanden, som n? er p? 184.03km. Dette er jo litt mindre enn avstanden vi hadde f?r, men de er fortsatt veldig like. Vi kan jo ogs? ta en titt p? noen av de samme banevariablene vi fant i fase 5 og se om de kan fortelle oss noe om hvorfor avstanden ikke er helt konstant. Formlene vi bruker for dette ser slik ut??

Formel 2 og 3: m er gravitasjonskonstanten og massene til objektene kombinert (lar oss skrive de videre uttrykkene litt penere). μ er den reduserte massen
Formel 4: gir oss spinn pr masse for objektet i bane

Spinn pr masse beskriver hvor mye et objekt roterer i forhold til hvor tungt det er. Det brukes for ? kunne sammenligne rotasjon mellom objekter med ulik masse, for eksempel ulike planeter eller stjerner. Et stort objekt kan ha mye total rotasjon, men lavere spinn pr masse enn et lettere objekt som roterer raskere.

Formel 5: vi definerer p som en konstant for ? gj?re uttrykkene videre litt penere ? sette opp
Formel 6: Den totale energien er gitt ved kinetisk energi minus potensiell energi. v er lengden av hastighetsvektoren vi bruker i uttrykket for h
Formel 7: Eksentrisiteten er gitt ved dette uttrykket. eksentrisitet er et m?l p? hvor elliptisk banen til et objekt er. ved e = 0 er det sirkelbane, mens for 0 < e < 1 er det en ellipsebane
Formel 8 og 9: Disse formlene brukes for ? finne store og lille halvakse til banen
Formel 10: Dette gir oss periodetiden til objektet i bane i sekunder

Med disse formlene fant vi disse verdiene??

VariabelVerdi
Periode (min)96.55
Eksentrisitet2.1*10-8
Store halvakse (m)4802125.822113353
Lille halvakse (m)4802125.822113352

Vi ser her at eksentrisiteten er tiln?rmet, men ikke helt, null. Og at det er en bitte bittel liten forskjell mellom store og lille halvakse p? 0.000000001 m. Det vet vi jo fra fase 5 og 2 at vil ha en p?virkning p? banen??! S? lenge eksentrisiteten ikke er helt null s? vill ikke banen?? v?re en perfekt sirkel! ?NEIII!! Vi som liksom skulle komme oss i en sirkelbane?? og greier! Heldig vis da s? skal det jo veldig mye til ? komme i en helt helt helt perfekt sirkelbane??. Og ja, det vil nok bli en endring som kan bygge seg opp og bli st?rre og st?rre over tid. Spesielt siden periodetiden kun er p? 90 minutter, og vi kj?rer i 10 timer, s? kan det faktisk v?re nok til at det bygger seg opp litt forskjell. Men, igjen s? er vi s?pass heldige her, at vi faktisk ikke skal v?re i denne banen?? s? lenge heller. S? selv om det kan bygge seg opp en forskjell, s? kan det nesten bare f? gj?re det. La oss se hvordan disse variablene faktisk endret seg etter disse 10 timene, s? vi kan v?re helt sikre p? at dette skal g? bra??

VariabelVerdi etter 10 hDifferanseDifferanse %
Periode (min)96.54-0.010.15 %
Eksentrisitet0.00000181.779*10-68.47*10-13 %
Store halvakse (m)4801853.38719-272.4349234-0.00567 %
Lille halvakse (m)4801853.38718-272.434933352-0.00567 %

Her ser vi at periodetiden v?r har g?tt ned med 0.01 minutt, alts? med 0.6 sekunder. Det er absolutt ikke mye, det er faktisk ikke ett helt sekund engang. Men dette er jo absolutt noe som kan bygge seg opp etter hvert. N?r vi ser p? eksentristeten s? har den endret seg sv?rt lite akkurat som forventet. Noe merkelig har like vel skjedd siden forholdet mellom store og lille halvakse er n?yaktig det samme som f?r. Det er stor sannsynlighet at siden eksentrisiteten har endret seg s? lite s? kan det v?re at hvis vi g?r laaaaangt bakover i desimalene at vi finner en forskjell mellom forholdene. Men for n? godkjenner vi dette som en veldig fin, nesten helt, sirkelbane!

N? er det bare plankekj?ring, eller det er det vell kanskje ikke nei, fordi en planke er jo rett og vi g?r i sirkel... Jaja, uansett s? er det ikke lenge igjen n?. Vi skal bare gj?re de siste sm? tingene f?r vi denne reisen g?r over til sin siste og endelige fase!!

Pax?

Publisert 18. des. 2025 12:30 - Sist endret 19. des. 2025 15:31

Logg inn for ? kommentere