دانشنامهمفهوم
مدار هوهمان Hohmann transfer orbit
مدار هوهمان مداری بیضوی است که دو مدار دایرهای همصفحه را با کمترین سوخت ممکن (در میان مسیرهای دوضربهای) به هم وصل میکند و برای فرستادن فضاپیما از یک مدار به مدار دیگر به کار می‌رود.
والتر هوهمان، مهندس آلمانی، در سال ۱۹۲۵ نشان داد که می‌توان از یک مدار دایرهای به مدار دایرهای دیگر که در همان صفحه قرار دارد، با دو روشن شدن موتور و مصرف انرژی کم رسید. مسیر گذار، نیم‌بیضی‌ای است که مدار درونی را در یک نقطه و مدار بیرونی را در نقطهٔ مقابل لمس میکند.
مدار هوهمان چگونه کار میکند؟
برای رفتن به مدار بالاتر، فضاپیما ابتدا در مدار پایین موتور را در جهت حرکت خود روشن میکند تا سرعتش زیاد شود. مدار آن بیضوی میشود و اوجش به مدار هدف می‌رسد. پس از حدود نیم دور، فضاپیما در اوج بیضی دوباره موتور را روشن میکند تا مدارش دایرهای شود. برای فرود به مدار پایین‌تر، همین کار را با کاهش سرعت انجام می‌دهند.
کاربرد در سفر به سیارات
برای سفر بینسیارهای، مدار هوهمان بیضویای دور خورشید است که مدار زمین را در نقطهٔ نزدیک‌ترین فاصله و مدار سیارهٔ مقصد را در دورترین نقطه لمس میکند. برای مریخ این گذار حدود ۲۵۹ روز، یعنی نزدیک به ۸٫۵ ماه، طول میکشد. چون سیاره‌ها باید هنگام رسیدن فضاپیما در نقطهٔ درست باشند، تنها در «پنجره‌های پرتاب» مشخص، که برای زمین-مریخ حدود هر ۲۶ ماه یک‌بار پیش می‌آید، می‌توان از این مدار استفاده کرد.
محدودیت‌ها
- مدار هوهمان کم‌مصرف‌ترین راه برای دو مدار دایرهای همصفحه است، ولی برای برخی نسبت‌های شعاع (بیش از حدود ۱۱٫۹) مسیرهای سه‌ضربه‌ای می‌توانند کم‌مصرف‌تر باشند.
- زمان سفر در آن نسبتاً طولانی است.
- مدارهای واقعی کاملاً دایرهای و همصفحه نیستند، پس مسیر واقعی را با تصحیح محاسبه می‌کنند.
برای کاهش سوخت یا زمان، مأموریت‌ها گاه از کمک گرانشی سیارات استفاده می‌کنند و مسیری متفاوت با هوهمان می‌پیمایند.
پرسش‌های رایج
### مدار هوهمان چیست؟
مدار هوهمان مسیر بیضویای است که دو مدار دایرهای همصفحه را با دو بار روشن کردن موتور به هم متصل میکند. مصرف سوخت در آن در میان گذارهای دوضربهای کمینه است.
### سفر به مریخ با مدار هوهمان چقدر طول میکشد؟
سفر به مریخ با مدار هوهمان حدود ۸ تا ۹ ماه طول میکشد و باید در پنجرهٔ پرتابی که تقریباً هر ۲۶ ماه باز میشود آغاز شود.
### چرا مدار هوهمان در سفرهای فضایی اینقدر رایج است؟
مدار هوهمان برای رسیدن به سیارهای دیگر کمترین سوخت را لازم دارد و محاسبهاش ساده است. به همین دلیل مبنای طراحی بسیاری از مأموریتهای بینسیارهای است.
فکت علمی
دانستنی‌ها
- ۲۱ آبان ۱۴۰۴سفر به مریخ چند ماه طول میکشدبا مدار انتقالی هوهمان، سفر فضاپیما از زمین به مریخ حدود نه ماه طول میکشد، چون باید بر مداری انتقالی میان دو سیاره حرکت کند. پنجرهٔ پرتاب به مریخ هر ۲۶ ماه باز میشود.
- ۲۹ شهریور ۱۴۰۳مدت سفر به مریخسفر به مریخ با مدار انتقالی هوهمان حدود ۹ ماه زمان میبرد و پنجره‌های پرتاب مناسب هر ۲۶ ماه یک بار باز میشوند.
- ۲۲ مرداد ۱۴۰۳زمان سفر به مریخفضاپیماها با کم‌مصرف‌ترین مدار، یعنی مدار انتقالی هوهمان، حدود ۹ ماه در راه مریخاند؛ طرحهای پرمصرفتر می‌توانند زمان رفتوبرگشت را کوتاهتر کنند.