霍曼转移轨道(英文名称:Hohmann Transfer Orbit),是一种变换航天器轨道的方法,途中只需两次发动机点火推进,相对地节省燃料。此种轨道操纵名称来自德国物理学家瓦尔特·霍曼,他于1925年出版了相关著作。
中文名称 | 霍曼转移轨道 | 英文名称 | Hohmann Transfer Orbit |
又名 | 郝曼转移轨道 | 提出者 | 瓦尔特·霍曼 |
原理 | 充分利用星体的引力 |
图:霍曼转移轨道示意图
上图为将航天器从低轨道(1)送往较高轨道(3)的霍曼转移轨道。航天器在原先轨道(1)上瞬间加速后,进入一个椭圆形的转移轨道(2)。航天器由此椭圆轨道的近拱点开始,抵达远拱点后再瞬间加速,进入另一个圆轨道(3),此即为目标轨道。要注意的是,三个轨道的轨道半长轴是越来越大,因此两次引擎推进皆是加速,总能量增加而进入较高(半长轴较大)的轨道。
反过来,霍曼转移轨道亦可将太空船送往较低的轨道,不过是两次减速而非加速。
霍曼转移轨道的两次加速假设是瞬间完成,但实际上加速要花时间,因此需要额外的燃料来补偿。使用高推力引擎所需额外燃料较小,低推力引擎则还要以控制推进时间、逐渐提高轨道来逼近霍曼转移轨道。因此实际上ΔV会比假设情况更大且花更多时间。
霍曼转移轨道充分的利用了星体引力产生的能量,所以这种转移所用到的能量最小。利用这一轨道航天器可以实现从低轨道到高轨道的转移,或从高轨道到低轨道的转移。(这里的高轨道、低轨道不特指某一高度的轨道)