Co to jest orbita Hohmanna?
Orbita Hohmanna (Hohmann transfer orbit) to eliptyczna orbita przejściowa (transferowa) łącząca dwie kołowe orbity o różnych promieniach wokół tego samego ciała centralnego, wymagająca minimalnej sumy przyspieszeń silnikowych (delta-v). Opracował ją Walter Hohmann w 1925 roku, poszukując energetycznie najtańszej drogi między dwiema orbitami. Transfer odbywa sie przez dwa impulsy silnika: pierwszy w punkcie perigeum (przy dolnej orbicie) przyspiesza statek, wprowadzając go na elipsę; drugi w apogeum (przy górnej orbicie) dokonuje dopalenia circularyzującego do wyższej orbity kołowej.
Zastosowanie w lotach do planet: Ziemia krąży wokół Słońca po orbicie o promieniu 1 AU, Mars po orbicie 1,52 AU. Orbita Hohmanna do Marsa to semiellipsa z perihelium przy 1 AU i aphelium przy 1,52 AU. Czas transferu wynosi ok. 8,5 miesiąca. Każda wyprawa na Marsa (Viking, Pathfinder, Curiosity, Perseverance) była wysyłana w oknie startowym co 26 miesięcy (gdy geometria Ziemia-Słońce-Mars umożliwia optymalny transfer Hohmanna). Całkowite delta-v transferu Hohmanna Ziemia-Mars: ok. 5,6 km/s (bez uwzglednienia lądowania). Transfer Hohmanna do Jowisza trwa ok. 2,7 roku, do Saturna ok. 6 lat. Voyager 1 i 2 korzystały z asysty grawitacyjnej (gravity assist), by skrócić czas i zmniejszyć delta-v – co umożliwia szybsze podróże bez użycia czystego Hohmanna.
Orbita Hohmanna jest matematycznie optymalna tylko dla transferów między orbitami kołowymi – w praktyce stosuje sie ją jako punkt wyjścia, a następnie optymalizuje numerycznie biorąc pod uwagę rzeczywiste eliptyczne orbity planet, asysty grawitacyjne i ograniczenia misji (czas, masa paliwa, przeżywalność przyrzadow). Nowoczesne metody projektowania trajektorii (GMAT NASA, Trajektoria Optymalna ESA) umożliwiają znajdowanie tras 'ballistycznych’ bez silnika poza startowym impulsom – tzw. niski delta-v manifolds lub transport dróg interplanetarnych (Interplanetary Transport Network).