Advertisement

Abstract

This paper presents a study of the variation of injection and re-entry conditions with post injection transit time for manned (shallow angle reentry), three-dimensional, lunar return trajectories. The two classes of return trajectories treated in detail are those originating at periselene and those originating at the lunar surface. For the former, parameter variations are treated in terms of injection altitude — taken to 5000 kilometers; while in the latter, the parameter variations are treated as a function of injection flight path angle — taken from 0 to the maximum allowable for both direct and retrograde injection. Injection and re-entry condition variations are presented as a function of transit times between 46 and 80 hours and selenographic latitudes to 40 degrees. Re-entry is taken to occur at zero latitude (lunar orbital plane) with a re-entry flight path angle of approximately 6 degrees. Provision is made for directly converting re-entry position to right ascension and declination. Special effort is made to illustrate and discuss the relationship between these two classes of trajectories as well as their relationship to the overall cis-lunar trajectory spectrum and special cases such as circumlunar, lunar orbital, translunar and various types of abort trajectories. Potential extensions and methods of expanded usage are also discussed.

Résumé

Etude paramétrique en trois dimensions des trajectoires retournant de la Lune. Cette feuille présente une étude des variations en conditions d’injections et dfentrée avec passage de temps aprfes l’injection à anglefin pour les trajectoires en trois dimensions retournante de la Lune. Lesdeux classes de trajectoires retournantes trace s en detail sont: cellequi commence ctprislne et celles qui ont lf origine sur la Lune. Pour lapremiere, les variations des paramtres sont traities en terme d’altituded’injection — jusqu’i 5000 km tandis que dans le second cas, les variationsdes paramMres sont traities comme fonction de l!angle d’injection de latrajectoire — commencent à 0°, jusqu’éi le maximum permis pour l’in-jection direct et aussi pour l’injection retrograde. Les variations de con-ditionsdéinjection et d’entrée sont presentees comme fonction du temps de passage entre 46 et 80 heures et de latitude sélénographique jusqu’k 40° Le point de rentr^e est pris & latitude 0° (plan orbital lunaire) avec unangle de trajectoire d’ct peu prés -6°. Des precautions sont prises pourconvertir directement la position de rentrée “ k déclinaison et ascensiondroites. Un effort special est fait pour montrer la relation entre ces deuxclasses de trajectoires et aussi pour montrer leur relation avec le spec-tre total des trajectoires cislunaire et avec des cas spéciaux tels quecirconlunaire, orbite lunaire, translunaire, et divers espfeces de tra-jectoires avorties. II se presentent aussi des extensions potentielle etdes moyens d’étendre l’usage.

Абстрактный

Трехмерно е параметрическо е исследовани е траектори й воз-вращени я с Луны. Докла д рассматривае т изменяемост ь услови йвыведени я на орбит у и услови й снижени я с транзитны м сроко мпосл е выведени я (при плоско м угл е снижения) трехмерны хтраектори й возврат а человек а с Луны. Подробн о рассмотрен ыдва класс а траектори й возврата: начинающиес я на орбит е Лун ыи на ее поверхности. Для первог о из ни х параметрическа я из-менчивост ь выражен а высото ю выведения, принято й в 5 ОО О км;для второг о класс а параметрическа я изменчивост ь трактуетс якак функци я угла траектори и полета, принимаема я о т нул я домаксимальн о допустимог о угла как дл я прямого, та к и воз-вратног о выведения. Вариаци и услови й выведени я и снижени япредставлен ы как функци и транзитны х сроко в о т 4-6 до 8 0 ча-со в и лунны х широ т до 4-0 градусов. Предполагается, чт о сни-жени е происходи т на нулево й широт е (орбитальна я плоскост ьЛуны) с угло м траектори и полет а пр и снижении,равно м приб-лизительн о - 6 градусов. Принят ы мер ы к прямом у превращени юпозици и снижени я в вертикальны й подъе м и уклон. Авто р спе-циальн о стараетс я иллюстрироват ь и обсудит ь соотношени емежд у обоим и классам и траекторий, а такж е их отношени е квсеобщем у предлунном у спектр у траектори й и к особы м случа-ям, как круголунные, орбитальны е лунные, залунны е и различ -ные тип ы абортивны х траекторий. Рассмотрен ы такж е возмож -ност и распространени я и метод ы боле е обширног о использова -ния.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1).
    Moulton, F. R., An Introduction to Celestial Mechanics ( Macmillan Co., New York, 1914 ).Google Scholar
  2. 2).
    Buchheim, R. W. and Lieske, H. A., “Lunar flight dynamics,” Rand Paper P-1453 (August 6, 1958 ).Google Scholar
  3. 3).
    Lieske, H. A., “Lunar trajectory studies,” Rand Paper P-1293 (February 26, 1958 ).Google Scholar
  4. 4).
    Michael, W. H., Jr. and Tolson, R. H., “Effect of eccentricity of the lunar orbit, oblateness al the earth, and solar gravitational field on lunar trajectories,” NASA TN D-227 (June 1960).Google Scholar
  5. 5).
    Nelson, W. C., “An integrated approach to the determination and selection of lunar trajectories,” J. Astronaut. Sci. 8, no. 2 (summer 1961).Google Scholar
  6. 6).
    Swider, J. G. and Taylor, R. D., “An analysis of lunar injection parameters and their effect upon the characteristics of entry into the earth’s atmosphere,” Am. Astron. Soc. Paper 62–26 (January 1962).Google Scholar
  7. 7).
    Miele, A., “Theorem of image trajectories in earth–moon space, ” Boeing Airplane Document # D1–82–0039 (January 1960).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Wien 1964

Authors and Affiliations

  • J. W. Kiefer
    • 1
  1. 1.McDonnell Aircraft CorporationSt. LouisUSA

Personalised recommendations