Astronáutica y Vehículos Espaciales - Tema 2: Mecánica Orbital ...
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ApéndiceTeorema de LambertEcuaciones PlanetariasDeducción del teorema de Lambert IIEn términos de la anomaĺıa excéntrica, r 1 = a(1 − e cos E 1 ).Por tanto:r 1 + r 2 = a(2 − e(cos E 1 + cos E 2 )) = a„ „2 − e 2 cos E 2 + E 12cos E 2 − E 12««= 2a(1 − cos φ cos ψ)Por otro lado, usando el teorema del coseno se tiene quec 2 = r 2 1 + r 2 2 − 2r 1r 2 cos(θ 2 − θ 1 ), lo que se puede escribir:c 2 = (r 1 + r 2 ) 2 − 2r 1 r 2 (cos(θ 2 − θ 1 ) − 1) = (r 1 + r 2 ) 2 − 4r 1 r 2 cos 2 θ 2 − θ 1„= (r 1 + r 2 ) 2 − 4r 1 r 2 cos θ 22 cos θ 12 + sen θ 22 sen θ « 212Partiendo de la ecuación cos θ =fácilmente las siguientes relaciones:√ r cos θ/2 =qa(1 − e) cos E/2,cos E−e1−e cos E, se pueden deducir√ r sen θ/2 =qa(1 + e) sen E/2.Sustituyendo estas expresiones en la ecuación de la cuerda:„c 2 = (r 1 + r 2 ) 2 − 4a 2 (1 − e) cos θ 22 cos θ 12 + (1 + e) sen θ 22 sen θ 12= (r 1 + r 2 ) 2 − 4a 2 „cos E 2 − E 12+ e cos E 2 + E 122« 2« 2134 / 151
ApéndiceTeorema de LambertEcuaciones PlanetariasDeducción del teorema de Lambert IIISustituyendo ahora en la ecuación hallada las expresiones deψ y φ y la expresión de r 1 + r 2 , y operando:c 2 = 4a 2 (1 − cos φ cos ψ) 2 − 4a 2 (cos ψ + cos φ) 2= 4a 2 sen 2 φ sen 2 ψ.Se llega finalmente a c = 2a sen φ sen ψ. Recapitulando,tenemos las siguientes ecuaciones:nt v = 2 (ψ − sen ψ cos φ) ,r 1 + r 2 = 2a(1 − cos φ cos ψ),c = 2a sen φ sen ψ.Definamos ahora α = φ + ψ, β = φ − ψ, de modo queφ = (α + β)/2, y ψ = (α − β)/2.Se tiene:r 1 + r 2 + c = 2a(1 − cos φ cos ψ + sen φ sen ψ) = 2a(1 − cos(φ + ψ)) = 2a(1 − cos α),r 1 + r 2 − c = 2a(1 − cos φ cos ψ − sen φ sen ψ) = 2a(1 − cos(φ − ψ)) = 2a(1 − cos β).135 / 151
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ApéndiceTeorema de LambertEcuaciones PlanetariasDeducción del teorema de Lambert IIISustituyendo ahora en la ecuación hallada las expresiones deψ y φ y la expresión de r 1 + r 2 , y operando:c 2 = 4a 2 (1 − cos φ cos ψ) 2 − 4a 2 (cos ψ + cos φ) 2= 4a 2 sen 2 φ sen 2 ψ.Se llega finalmente a c = 2a sen φ sen ψ. Recapitulando,tenemos las siguientes ecuaciones:nt v = 2 (ψ − sen ψ cos φ) ,r 1 + r 2 = 2a(1 − cos φ cos ψ),c = 2a sen φ sen ψ.Definamos ahora α = φ + ψ, β = φ − ψ, de modo queφ = (α + β)/2, y ψ = (α − β)/2.Se tiene:r 1 + r 2 + c = 2a(1 − cos φ cos ψ + sen φ sen ψ) = 2a(1 − cos(φ + ψ)) = 2a(1 − cos α),r 1 + r 2 − c = 2a(1 − cos φ cos ψ − sen φ sen ψ) = 2a(1 − cos(φ − ψ)) = 2a(1 − cos β).135 / 151