Topic: Sync Orbit MFD

[Ripley]

Il Sync Orbit MFD è uno degli MFD presenti di default in Orbiter.

Questo strumento serve per sincronizzare la nostra orbita con quella del target, ed arrivare in un punto prescelto, il cosiddetto punto di rendez-vous (dal francese: "incontro"), insieme al nostro target

In precedenza, con l'aiuto dell'Orbit MFD, avremo già regolato la quota a cui avverrà il rendez-vous, come descritto poco dopo l'inizio di questo thread.

Cliccando sul solito pulsante "TGT" impostiamo il nostro target.

La linea che indica il punto prescelto per il rendez-vous si chiama "Reference line", o Linea di Riferimento.
Cliccando sul pulsante "MOD" possiamo portare questa Linea di Riferimento (indicata nell'MFD dal parametro Ref) su più posizioni:

• sul nostro Perigeo
• sul nostro Apogeo
• sul Perigeo del target
• sull'Apogeo del target
• in 2 diversi punti di intersezione (per esempio se la nostra orbita è leggermente ellittica)
• infine manualmente, in un punto arbitrario scelto da noi (cliccando sui pulsanti "R-" ed "R+")

Naturalmente su questa Linea di Riferimento ci passiamo ad ogni orbita, ma solo una volta ci passeremo alla minima distanza reciproca dal target, insieme al target. Quello è il momento del rendez-vous.

Guardiamo l'immagine seguente: un parametro importantissimo nella colonna a sinistra è DTmin, di cui parleremo più avanti. Altri parametri da sorvegliare sono Dist (la distanza che ci separa dal target), RVel (la velocità relativa tra noi ed il target, che al rendezvous dovrà essere minima) e RInc in basso a sinistra (l'inclinazione relativa tra il nostro piano orbitale e quello del target, che troviamo anche in Align Planes MFD).
Le 2 colonne di numeri a destra indicano, rispettivamente per i due corpi (noi ed il nostro target), quante orbite e quanti secondi mancano prima di arrivare alla minima distanza reciproca sulla Linea di Riferimento:
Sh-ToR significa Ship To Reference,
Tg-ToR significa Target To Reference.

Il rendez-vous avviene sempre sull'orbita "0"!

Sync Orbit MFD

Si possono visualizzare più orbite (fino a 19) cliccando su "LEN" e digitando il numero voluto.

Nell'immagine qua sopra vediamo che ci mancano ancora 98.890 (98.89k) secondi per arrivare tra 19 orbite al punto di rendez-vous insieme alla ISS, e al nostro target mancano ancora 98.420 (98.42k) secondi e 18 orbite.
La linea "centrale" è la Linea di Riferimento ed indica il punto di rendez-vous.
La ISS ha passato da poco questa linea, mentre noi dobbiamo ancora raggiungerla.
Se non facciamo nulla, e continuiamo in questa situazione, arriveremo al punto di rendez-vous in tempi diversi: questa differenza è indicata da DTmin, la distanza minima dal target, in questo caso 475,5 secondi.

Il nostro obiettivo è ridurre a zero questa distanza minima facendo coincidere esattamente i tempi sulle 2 righe evidenziate in giallo, indipendentemente dalla loro posizione verticale (numero di orbite restanti).

Dopo aver deciso il punto del rendez-vous, e dopo aver quindi regolato la sua quota alla stessa quota che ha il nostro target quando passa su quel punto, dobbiamo fare di tutto perchè questa quota rimanga stabile e non si muova più da lì.
L'unico modo per far si che cio acccada è dare motore (Prograde o Retrograde) esclusivamente quando noi passeremo su quel punto.
In questo modo non modificheremo la quota del punto prescelto per il Rendez-vous, ma andremo a modificare a piacimento la quota del punto opposto, sull'altro lato del corpo orbitato.

Quando saremo sulla Linea di Riferimento, indipendentemente da quale sia il punto scelto per il rendez-vous (Perigeo, Apogeo, ecc.), dovremo accendere i motori per variare il periodo, o durata, della nostra orbita, che molto semplicemente significa modificare la nostra velocità. Ci orienteremo quindi in Prograde o in Retrograde, e daremo motore. Ci conviene anche impostare le RETRO DOORS su OPEN per non perdere tempo nell'attesa della loro apertura.
In questa fase di sincronizzazione vera e propria, dobbiamo dare motore solo quando ci troviamo sulla Linea di Riferimento.

Tornando quindi all'immagine precedente, se ci mettiamo di più della ISS, arriviamo dopo e manchiamo il rendez-vous, quindi dobbiamo in qualche modo accelerare, diminuendo il numero di secondi mancanti al nostro passaggio.

Facciamo un'ipotesi puramente teorica per capire il meccanismo che c'è dietro a tutto questo: abbiamo una distanza dalla ISS di 10.000 km ed abbiamo orbite perfettamente sovrapposte, con quote identiche.
Magari abbiamo anche già impostato il punto di rendez-vous sul nostro Apogeo.
È ovvio che se in questa "configurazione" non facciamo nulla, non ci avvicineremo mai al nostro target, nè lei si avvicinerà a noi: la distanza resterà sempre la stessa.
La velocità è data dalla quota dell'orbita, più veloce al Perigeo e più lenta all'Apogeo, quindi se vogliamo ridurre la distanza ed arrivare nel giro di qualche orbita al rendez-vous, dobbiamo avere un'orbita ellittica, per introdurre un differenziale di velocità.
Così facendo, di sicuro, o noi raggiungeremo la ISS, o lei raggiungerà noi.
ATTENZIONE alle accensioni in Retrograde in quanto abbassano sempre l'orbita e rischiano di farci rientrare in atmosfera!

Qui scopriamo un'affascinante caratteristica della meccanica orbitale che a prima vista ci appare "contraria" a come siamo abituati qui sulla Terra: cioè, quando siamo sulla Linea di Riferimento, per rallentare ci orientiamo in Prograde e accendiamo i motori principali, di fatto accelerando!
Ciò comporta un aumento di quota della nostra orbita dal lato opposto rispetto a dove ci troviamo, quindi allungheremo la strada e ci metteremo più tempo a compiere un'orbita completa.
Inversamente, per accelerare ci orienteremo in Retrograde ed accenderemo i motori principali, di fatto rallentando!
Possiamo naturalmente usare i retrorazzi al posto del motore principale. L'accensione durerà di più per la minore potenza erogata, ma dovremo soprattutto invertire la logica.

Sync Orbit MFD[/img]

La nostra direzione di moto è in senso antiorario

Quindi, se sull'Orbit MFD vedremo che la ISS è davanti a noi, quando saremo sulla Linea di Riferimento dovremo accendere i motori in Retrograde per raggiungerla, e se è dietro di noi dovremo accenderli in Prograde per farci raggiungere.

Vedremo che i valori delle 2 righe dei secondi mancanti (quelle evidenziate in giallo) si "verranno incontro", avvicinandosi l'uno all'altro. Quando queste 2 righe saranno uguali, indipendentemente da quante orbite mancano, passiamo a regolare finemente la nostra velocità osservando il parametro DTmin.

Questo parametro indica la differenza in secondi tra i due tempi di arrivo, e quando lo avremo portato a zero avremo raggiunto il nostro obiettivo!

Sync Orbit MFD

Per regolare il DTmin "di fino" puoi usare gli RCS in modalità "Translate", e per essere ancora più preciso, puoi usarli in combinazione con CTRL, che ne riduce ulteriormente la potenza.
L'ultimo livello di precisione che puoi raggiungere è usare gli RCS con il CTRL rallentando contemporaneamente il tempo della simulazione a 0.1x, premendo "R".

Quando avremo portato DTmin a zero, si tratterà solo di aspettare l'ultima orbita, ripetendo eventualmente il processo facendo altre piccole correzioni, sempre e solo sulla Linea di Riferimento!


Inversione "accidentale" di Apogeo e Perigeo

Attenzione: nel caso selezionassimo il nostro Apogeo/Perigeo come punto di rendez-vous (nell'ipotesi di quote orbitali molto simili tra noi ed il target), potrebbe capitare che mentre diamo motore per la sincronizzazione, i nostri apsidi ruotino su sè stessi, e Apogeo e Perigeo si scambino di posto.
Lì per lì sembra grave, ma cambia poco: ci basta selezionare sul Sync Orbit MFD il nuovo punto di rendez-vous (se prima era sul nostro Apogeo, ci basterà spostarlo sul nostro Perigeo, e viceversa), e controllare di nuovo la sua quota con quella della ISS, ma non dovrebbe essere cambiata.
Per questo motivo è a volte preferibile avere un'orbita leggermente ellittica, in modo da distanziare sensibilmente Apogeo e Perigeo.


Per riassumere il tutto in termini un po' più scientifici, la 2^ Legge di Keplero dice che:

"Il raggio vettore che unisce il centro del Sole con il centro del pianeta descrive aree uguali in tempi uguali."

Cioè, un corpo orbitante copre nello stesso tempo la stessa area, quindi se la quota è più alta (come la ISS nell'immagine qua sotto) nello stesso tempo fà meno strada perchè è più lenta.

Sync Orbit MFD