INTERPLANETARY MFD PER PRINCIPIANTI (ITA)
By José Pablo Luna Sánchez. 2008 - Trad. by Goth 2009 v.1.0

Se ami pilotare, ma non ne sai molto di astrofisica avanzata potresti trovare un po' difficile viaggiare verso un'altro pianeta.
L'Interplanetary MFD (IMFD) è il più facile tool per principianti per viaggiare, ma è comunque un po' difficile da capire se non conosci ciò che è contenuto in questo tutorial.
E anche nel caso avessi queste basi, è ancora possibile far andare qualcosa storto.
Ma se sei in grado di capire cosa sta succedendo in una precisa occasione, allora riuscirai a correggere la tua situazione.
Ed è ciò che mi ha ispirato la creazione di questo tutorial.

Questo tutorial non ti dirà cosa fare, ma COME le cose funzionano, così potrai capire cosa fare.
Questo tutorial può essere un po' incompleto in certi aspetti, ma ti fornisce concetti base aiutandosi con qualche rappresentazione grafica di che cosa accade quando viaggi verso altri pianeti.

Alcuni concetti qui mostrati potrebbero essere utili anche per viaggi con l'MFD TransX. Ma non è scopo di questo tutorial spiegare il suo utilizzo.

RINGRAZIAMENTI di ar81

Pirx della community internazionale di Orbiter per informazioni extra qui contenute.

NOTE di Goth

Il tutorial originale in lingua inglese è opera tutta di ar81, che ringrazio del permesso concessomi per poter realizzare questa traduzione.
Nel tradurre questo tutorial ho voluto mantenere alcuni termini inglesi vicino al corrispondente significato italiano, visto che il gioco è in inglese ed è comunque utile conoscere i termini in questa lingua, cosicchè trovandosi a parlare in forum/chat non italiane si conoscano i termini fondamentali delle manovre spaziali e non si faccia troppa confusione, e per capire i disegni del tutorial che non ho modificato.
Ho cercato di rendere la traduzione meno letterale possibile, cercando di far prevalere chiarezza e quindi una maggior comprensione dei concetti.
Inoltre ho posto delle correzioni, ho tolto qualcosa e ho fatto delle aggiunte, dove ritenuto necessario.
Questa guida utilizza l'IMFD 4.2.1, ma per quanto le versioni successive siano diverse non ci sono grossi problemi. Nelle modifiche che ho fatto ho tenuto conto di questo in modo da far sì che il tutorial sia comprensibile anche usando diverse versioni dell'AddOn.
Per qualsiasi problema riguardante la traduzione potete contattarmi (nick Goth) nel forum italiano/internazionale di Orbiter.
Buona lettura! :)

REQUISITI

CAPIRE I VIAGGI INTERPLANETARI

I viaggi interplanetari sono ciò che chiamiamo trasferimenti planetari (in inglese "interplanetary transfer").
In parole povere verremo trasferiti da un pianeta a un altro.

Eiezione (Ejection)

Quando si viaggia dall'orbita d'origine verso l'orbita d'arrivo, si fa crescere la propria orbita effettuando un ejection burn (si accendono i motori effettuando un'eiezione).
Facciamo questo in modo che la nostra nave spaziale (o sonda) incontri il pianeta d'arrivo in un determinato punto. Infatti il pianeta d'arrivo non si troverà in quel punto preciso al momento che effettuiamo l'ejection burn, ma poi, orbitando, raggiungerà quel punto e la nostra nave starà giungendo esattamente lì. Sia il pianeta che la nave si muovono dunque verso il punto di incontro.
Aggiustiamo in pratica la nostra orbita in modo che passi approssimativamente vicino all'orbita del pianeta d'arrivo, a una certa altitudine (che corrisponde al PeD, o più precisamente, il PeA).

Una volta compiuto l'ejection burn, aspettiamo finchè la nostra nave esce dalla gravità del pianeta di partenza.
La zona dove il pianeta influisce sulla gravità della nostra nave è chiamata sfera di influenza (SOI, sphere of inluence).
Al momento che usciamo dalla SOI, il nostro programma di eiezione è completato, ed inizia la fase di crociera (cruise).

Fase di crociera (Cruise stage)

Durante questa fase si effettua un correction burn (spinta di correzione).
Più tardi spiegherò come funziona.

Tecnicamente questa fase può anche essere una fase di approccio (approach stage), così le nuove versioni dell'IMFD non hanno più l'opzione cruise stage.
Durante questa fase tu non viaggi all'interno della SOI, nè del pianeta di partenza, nè di quello d'arrivo.
Se viaggi dalla Terra verso Marte, durante la cruise stage orbiterai il Sole, che è il corpo centrale.
Più tardi verrà spiegato dettagliatamente il concetto di corpo centrale.

Fase di approccio e inserimento in orbita (Approach and orbit insertion)

Come ti avvicini al pianeta di arrivo, devi aggiustare l'inclinazione dell'orbita e la distanza dal periasse (relativa al pianeta d'arrivo), abbreviata in PeD.
Il PeD corrisponderà al più vicino punto di approccio al pianeta.
Come ci avviciniamo a questo punto, ci prepariamo all'inserimento in orbita, che consiste nel far diventare la nostra orbita più piccola con un retrograde burn (spinta retrograda) finchè ci troveremo in un'orbita circolare.

EIEZIONE (Ejection)

Quando effettui un'eiezione, la tua traiettoria può portarti verso un'orbita bassa o alta, relativamente al corpo centrale.
L'orbita bassa ti fa cadere verso il corpo centrale.
L'orbita alta ti allontana invece dal corpo centrale.

Esempio: dalla Luna alla Terra

Se stai orbitando la Luna, il corpo centrale sarà la Terra, quindi avrai bisogno di un'orbita bassa.
Così quello che fai è "cadere verso" la Terra.

Esempio: da Europa a Io

Se stai orbitando Europa e vuoi raggiungere Io oppure Giove, avrai bisogno di un'orbita bassa.
Giove sarà il tuo corpo centrale.
Ma se vuoi invece andare verso Ganymede o Callisto, allora avrai bisogno di un'orbita alta.
Il sistema gioviano presenta una situazione molto particolare.
Il Sole e tutte le lune attraggono la tua nave, quindi è abbastanza facile notare che la traiettoria calcolata inizialmente cambia nel tempo, e quindi per rimanere nella traiettoria originale, sarà necessario effettuare spinte di correzione (ejection burn).

Esempio: dalla Terra verso i pianeti interni

Se stai orbitando la Terra e vuoi raggiungere Mercurio o Venere, o orbitare il Sole, ti servirà un'orbita bassa.
Ma se devi raggiungere Marte o i pianeti esterni, allora ti servirà un'orbita alta.

L'Interplanetary MFD ha le opzioni Lower orbit e Higher orbit, però ti mandano solamente verso una specifica direzione e non aggiustano invece la tua orbita in modo da incontrare il pianeta in un momento specifico.

Per fare questo è necessario usare l'opzione Course combinata con l'opzione Eject.
Quindi dovrai avere due MFD con caricato l'IMFD, condivisi (cioè in modalità share) in modo che uno usi i dati dell'altro.
Un MFD avrà la schermata Course e l'altro la schermata Eject; su quest'ultimo selezionerai Course come fonte dei dati.

Qui l'IMFD è il 5.1 che è leggermente differente dal 4.2.1

Seleziona un obiettivo (Target) dalla schermata Course
A questo punto usa l'autoburn (bottone AB).

Ci sono diversi tipi di trasferimento per la schermata Course nell'IMFD 5.1

Tipi di trasferimento (usati per la fase eject)

Fase di approccio (usato dopo la fase di eiezione)

Varie

Consiglio: ottimizzazione del carburante

Usando meno carburante il viaggio sarà più lungo, ma in ottica reale significa risparmio.

La tangente è la linea che incrocia un cerchio toccandolo in un unico punto.
Con una traiettoria tangenziale quindi tocchi l'orbita d'arrivo in un singolo punto, e la traiettoria corrente e quella pianificata si rivelano parallele nel punto di intersezione.
Questo minimizza la quantità di carburante necessario per l'eiezione e per l'inserimento in orbita.
Quindi con il trasferimento tangenziale salvi molto carburante. Lo svantaggio è che il viaggio durerà molto di più.

.

Altri tipi di trasferimenti fanno spendere un'incredibile quantità di carburante, e la maggior parte delle volte capita di non averne così tanto.
Lo schermo di destra mostra un piano di trasferimento tangenziale, mentre lo schermo di sinistra mostra un piano di trasferimento NON tangenziale. Come puoi vedere, la traiettoria pianificata tocca l'orbita in più di un punto, diversamente dal trasferimento tangenziale.

Per trasferimenti non tangenziali, avrai due variabili: EjA (Ejection angle, angolo di eiezione) e InA (Injection angle, angolo di iniezione) che mostrano l'angolo tra la traiettoria di partenza e quella del trasferimento al punto di eiezione, e l'angolo tra la traiettoria di trasferimento e quella da raggiungere al punto di iniezione.

Per un trasferimento tra due traiettorie circolari (o quasi circolari) la spinta per l'inserimento in orbita è minima, siccome tocca appena l'orbita d'arrivo, quindi è come un docking con lo shuttle alla MIR. Inoltre il trasferimento tangenziale è l'equivalente del trasferimento di Hohmann (se vuoi puoi informarti sul net riguardo questo tipo di trasferimento).

Il trasferimento tangenziale è anche molto utile per l'intercettazione con altre navi spaziali o stazioni spaziali. Se la traiettoria iniziale e/o la traiettoria da raggiungere sono ellissi con molta eccentricità, allora è consigliabile una diversa soluzione, ma il trasferimento tangenziale può ancora andare bene.

Una delle cose più frustranti quando tenti un viaggio interplanetario per le prime volte, è che non si comprende subito che quando rendi la tua orbita più grande significa anche che l'apoasse diventa più grande, ma siccome la forma dell'orbita cambia si rischia un punto d'impatto, e quindi si rischia di scontrarsi sul pianeta d'arrivo. Cerca di non fare quest'errore.

Consiglio: Come non scontrarsi sul pianeta d'arrivo

Nessuna delle seguenti situazioni deve esistere durante la fase di arrivo:

  • La tua nave punta il naso verso la superficie del pianeta.
  • La tua nave punta da qualche parte verso la direzione retrograde.

Se hai qualcuna di queste situazioni, spegni immediatamente l'autoburn cliccando di nuovo sul bottone AB.
Aspetta finchè la tua nave passa attorno al pianeta e riprova di nuovo controllando ancora i punti qui sopra.

 

Abbiamo detto che quando effettuiamo l'eiezione ingrandiamo la nostra orbita, il che significa che cambiamo la nostra velocità.

In matematica, il cambiamento è solitamente indicato con "Delta", e quindi avremo una velocità Delta, o Delta V, abbreviato ancora in dV.

dV = velocità finale - velocità iniziale

La velocità è un vettore.
Un vettore è come una freccia, ed ha una grandezza (la lunghezza della freccia) e una direzione.
Questo vettore si trova nello spazio 3D, dove abbiamo 3 assi, x, y, e z.
Cambiando la velocità verso un certo asse, avremo un certo effetto.

Per esempio, accendere i motori in direzione prograde renderà l'orbita più grande, mentre accendendo i motori in direzione normale cambierà l'inclinazione dell'orbita.
Tra prograde e la direzione normale ci sono infinite possibili direzioni.
Ogni direzione avrà un contributo maggiore o minore sull'effetto nella direzione prograde o normale.
Più sarà vicino a prograde, più a lungo durerà la spinta prograde e minore sarà la spinta normale.
Questi diversi gradi di contributo verso un tipo di effetto sono chiamati "componenti".
Se punti in direzione prograde, avrai solamente il componente prograde, ma se punti il naso tra normal e prograde, avrai il componente prograde e il componente normale nella tua spinta, ed entrambi avranno un determinato effetto.

I componenti sono prograde, cambio di piano (l'inclinazione dell'orbita), e la spinta esterna (outward components).
Puntando il naso nello spazio 3D avremo 3 componenti dunque che agiscono sulla nostra traiettoria, e come risultato avremo 3 effetti diversi che agiscono contemporaneamente in diversa proporzione.

Per capire i vettori di velocità abbiamo bisogno di un diagramma.
Esso mostra i differenti nomi dei vettori in relazione alla Delta V nell'IMFD e nel TransX.

Abbiamo 3 assi:

L'intero cambio di velocità dV può essere separato nei suoi componenti lungo questi assi.

Questi componenti, in base all'MFD (IMFD o TransX) possono avere diversi nomi, ma sempre di essi si tratta.

Configurare la traiettoria opportuna significa fare una spinta con i motori nella giusta direzione in un preciso momento per poter ottenere la Delta V necessaria.

Quando pianifichi la traiettoria nell'IMFD, devi stare attento a queste variabili:

Dopo aver premuto il pulsante AB, appena il time to burn si avvicina a zero, la tua nave verrà automaticamente allineata dal pilota automatico nella giusta direzione per effettuare la spinta. Eventualmente puoi premere il bottone BV (burn vector) e avrai tutte le indicazioni che ti servono per farlo manualmente.
In base alla potenza dei motori principali della tua nave spaziale, il burn time sarà più corto o più lungo.

La Delta V è una misura dell'accellerazione?
No. La Delta V è un cambio di velocità.
L'accelerazione è un cambiamente di velocità in un certo tempo.
Il concetto di Delta V non tiene dunque in considerazione il tempo.

a = dV / dt

Dove

a: accelerazione
dV: Delta V
dt: Delta t (intervallo di tempo)

FASE DI CROCIATA (Cruise Stage)

Ti ricorderai che durante la cruise stage sono necessarie alcune spinte di correzione.
Cerchiamo di capire prima perchè.

Quando lasci la superficie terrestre ed entri in orbita, saprai che sono necessarie manovre di allineamento per trovarsi nello stesso piano orbitale della stazione spaziale che si vuole raggiungere.
Queste manovre vengono effettuate vicino ai nodi, che sono i punti in cui c'è un'intersezione tra le orbite.
L'allineamento è come essere nella stessa strada del tuo obiettivo.

La manovra di allineamento sarebbe una manovra che ti permette di muoverti da una strada a un'altra, da un'inclinazione orbitale a un'altra.

La medesima cosa avviene con i viaggi interplanetari.
Parti dall'orbita del pianeta di partenza verso l'orbita del pianeta d'arrivo.

Ma in questo caso non sempre la manovra di correzione avviene nei nodi.
Immaginiamo ancora le orbite come strade.
Ogni strada è un'orbita, quindi avrai una strada per il pianeta di partenza e una per quello d'arrivo.
L'incrocio tra le due strade è un nodo, ed è dove tu svolti.
Questa manovra è semplicemente come l'allineamento dei piani orbitali che fai quando devi raggiungere la stazione spaziale.
Ecco cosa succede in ogni tipo di trasferimento:

In base a dove la spinta di correzione avviene, il tipo di trasferimento potrà essere:

In pratica dobbiamo viaggiare attraverso i piani orbitali per arrivare a destinazione.

Non è ancora molto chiaro?
Capire le cose in 3D può essere complesso. Proviamo ad analizzare l'allineamento nel caso del trasferimento "two planes", partendo dalla Terra.

Effettui il lancio e ti trovi in un'orbita iniziale attorno alla Terra.

Il piano eclittico (ECL sull'MFD) è il piano della Terra attorno al Sole.
Nota che il piano eclittico non corrisponde al piano equatoriale della Terra poichè l'asse della Terra è inclinato.

Una volta che sei allineato con il piano eclittico effettui una spinta di eiezione per allontanarti dalla Terra.
Viaggerai su un piano che è coplanare con quello dell'orbita della Terra attorno al Sole, finchè raggiungerai il nodo con il piano orbitale del pianeta d'arrivo.
A questo punto effettui una spinta di correzione (dove svoltiamo con la nostra auto per essere allineati con la nuova strada) e finalmente raggiungiamo il pianeta d'arrivo.

AVVICINAMENTO E INSERIMENTO IN ORBITA (Approach and orbit insertion)

Come ti avvicini al pianeta devi effettuare una manovra di approccio per aggiustare l'altitudine desiderata ed eventualmente anche l'inclinazione dell'orbita.
Nota che metà della spinta in retrograde avviene prima di raggiungere il periasse.

Modificare l'inclinazione dell'orbita

L'inclinazione dell'orbita viene modificata al momento della frenata di avvicinamento al pianeta (approach burn).
Chiaramente più sei vicino al pianeta, più carburante sarà necessario per completare la frenata.
In questo esempio, la traiettoria originale porterà la tua nave a puntare il naso verso il centro del pianeta d'arrivo.
In realtà è però possibile che la tua traiettoria passi vicino al pianeta, e quindi devi aggiustare nuovamente la traiettoria con un approach burn.

L'IMFD è molto utile per questa manovra.
Devi semplicemente usare Planet approach e configurare l'EqI (inclinazione equatoriale, equatorial inclination) e il PeA (l'altitudine del periasse dalla superficie del pianeta) e premere il bottone AB.
Se non c'è il bottone AB, premi PG e apparirà. PG infatti cambia le funzioni dei singoli pulsanti.

Qual è la relazione tra il PeD e il PeA?
Il PeD è la distanza tra il centro del pianeta e il periasse, mentre il PeA è la distanza del periasse dalla superficie del pianeta.

PeD = raggio del pianeta + PeA

Presta attenzione al fatto che nell'IMFD il PeA è calcolato in metri, quindi se imposti 300, avrai 300 metri, e non 300 km.

Inserimento nell'orbita (orbit insertion)

Come ti avvicini al punto di approccio, accendi i motori in direzione retrograde, usando come riferimento (reference) il pianeta di arrivo. Incontrerai il periasse quando avrai già effettuato metà della frenata.
Ovviamente il momento e la durata della frenata dipenderà dalla potenza dei tuoi motori.

Ecco come effettuare questa fase: imposta l'eccentricità nello schermo dell'orbit insertion.
Un'eccentricità pari a zero ti condurrà a un'orbita perfettamente circolare.
Poi imposta il PeA e premi il bottone AB
Comunque lo vedremo in seguito.

CAPIRE LE VISUALI (projections)

L'IMFD e l'MFD Orbit hanno un pulsante chiamato PRJ.
Questo bottone permette di scorrere diversi tipi di proiezioni che consentiranno una determinata visuale 2D.
Capire le proiezioni è un po' difficile all'inizio siccome la maggior parte delle volte non siamo abituati a pensare in 3D.
Ma andremo ad analizzarle in modo da facilitarci la vita.

La Terra è situata in un piano chiamato eclittico.
L'equatore forma anche un piano.
La tua nave spaziale orbita anch'essa in un suo piano 2D. Quindi abbiamo 3 piani.

Se guardiamo verso il pianeta da una visuale perpendicolare ad ognuno di questi piani, avremo 3 differenti visuali.
Questo è ciò che viene chiamato proiezione.

Per esempio, se impostiamo la proiezione equatoriale, la telecamera punterà a nord.
Per avere una migliore idea della forma della nostra orbita, converrà usare invece una visuale che sia perpendicolare alla nostra orbita.
E questa è la proiezione "Self", nell'IMFD e anche in molti altri MFD di base e non.

Tieni presente che nell'IMFD ci sono alcuni piani in più, come il piano di eiezione, il piano dell'orbita obiettivo, etc.
Il modo più facile per capire una proiezione è capire che ogni proiezione ha uno specifico piano, e la visuale osserva questo piano dall'alto, in modo perpendicolare.

ELEMENTI BASE DELL'INTERFACCIA DELL'IMFD

Ecco la struttura dell'interfaccia dell'IMFD.
Ci sono molti schermi perchè ognuno risolve differenti tipi di problemi che si incontrano durante un viaggio interplanetario.
Come avrai capito, un viaggio interplanetario non si risolve dicendo all'autopilota: "portami da Terra a Marte".

Qui mostrerò solamente le schermate di uso più frequente.
Le scritte rosse indicano il nome del bottone che bisogna premere per passare da un display all'altro.

A differenza di altri MFD, è consigliabile avere più di un IMFD per schermo, condividendo poi i dati tra i vari schermi (solitamente due, i due schermi di default).
Per esempio, durante l'eiezione avrai bisogno del display Course in uno schermo (diciamo quello di sinistra) e del display Orbit Eject nell'altro (destra). Il display Course condividerà i dati con l'altro.

Questo aspetto di IMFD multipli condivisi è molto difficile da scoprire senza un'apposita guida, e alle prime esperienze di solito non si scopre questa funzionalità, che però è utilissima.

Ecco la combinazione di display che ti servono per ogni fase del viaggio.

Analizziamo ogni display uno per uno così capiremo quali sono le informazioni che più ci interessano.

DISPLAY DI REBOOT

Questo è il display iniziale. Niente di speciale, solo una schermata vuota con la versione dell'MFD.
Cliccando su MNU potrai accedere al Menu.

MENU

Questo è il menu principale.
Qualunque display sia al momento visualizzato, se premi il bottone MNU verrai sempre e comunque reindirizzato qua.

Il pulsante PG renderà possibile la condivisione dei dati tra i diversi display.
Il bottone Map ti porterà al display Map (Mappa);
OE alla schermata Orbit Eject;
Crs al display Course.

DISPLAY ORBIT EJECT

Questa schermata serve quando devi partire da un'orbita di un pianeta per raggiungere un altro pianeta o una luna, e quindi quando non sei libero nello spazio e stai orbitando un corpo centrale, bensì ti trovi in un'orbita stabile attorno un pianeta.

Ecco le cose che serve sapere.
Il bottone PG modifica le funzioni dei pulsanti sulla destra.

La schermata usa i colori per una maggiore comprensione:

Il pulsante PRJ cambia la tua visuale, usando le famose proiezioni.
Leggi dove sta scritto Self. Ecco, questa è la proiezione di default.
Significa che stai guardando l'orbita corrente da una visuale perpendicolare all'orbita della nave spaziale. Questa è la visuale spesso più intuitiva e utile. Comunque cliccando su PRJ puoi scorrere tutte le diverse possibilità.

Nella schermata puoi vedere che c'è una scritta Course. Quando noi effettuiamo l'eiezione e usiamo i dati della traiettoria calcolata con il display Course, dobbiamo infatti specificare nel display Orbit Eject che useremo questi dati, provenienti appunto dall'altro display.

È possibile cambiare il valore di alcune variabili nella schermata.
Prv e Nxt ti permettono di scorrere le possibili variabili, selezionando quella desiderata.

TtB è il Time to Burn, cioè quanto manca all'accensione dei motori.

BT è il Burn Time, cioè quanto durerà la spinta.

AB è invece il pilota automatico (AutoBurn).
Si occuperà di puntare la nave nella giusta direzione e accendere i motori.
È importante che l'orientamento sia corretto, altrimenti l'Autoburn rischia di far scontrare la nave contro il pianeta.


DISPLAY COURSE

Il programma di trasferimento calcola la traiettoria atta a farci allontanare dal pianeta verso il pianeta che vogliamo raggiungere.

Quest'ultimo però si muove, quindi la nostra traiettoria deve intercettarlo nel momento di arrivo.
Ed è proprio questo che rende i calcoli molto complessi.

Intercettazione planetaria: utile quando non ti serve cambiare il piano orbitale (ad esempio per viaggiare dalla Terra alla Luna).

Intercettazione a piani sfasati (off-plane): se la tua nave ha un'orbita perfettamente allineata con quella della tua destinazione, allora avrai un'intercettazione planare.
Ma la maggior parte delle volte non ci si trova in questo caso.
Se vogliamo risparmiarci un po' di problemi, useremo dunque il trasferimento a piani sfasati.

Trasferimento tangenziale: questa è una traiettoria molto efficiente in termini di carburante. Tocca l'orbita di arrivo in un unico punto, come abbiamo visto precedentemente.

Approccio al pianeta: dopo l'eiezione, con questo programma ci avviciniamo al pianeta effettuando le dovute correzioni.

Inserimento in orbita: avvicinandoci al pianeta, ci avviciniamo al periasse, e lì effettueremo la manovra di inserimento in orbita (una sorta di frenata).

DISPLAY COURSE

Programma di trasferimento

Ecco come appare il display course inizialmente: ci chiede i vari tipi di trasferimento.

In realtà nelle versioni più recenti avremo solo "intercettazione" e "trasferiento tangenziale", visto che il tipo di intercettazione può essere impostato nella schermata successiva.
Anche questa schermata usa i colori per consentire una maggiore chiarezza. Analizziamoli:

Il programma di trasferimento ti consente di cambiare 2 variabili:

La data di arrivo determina quanto carburante consumerai. Il consumo di carburante è calcolato tenendo conto della potenza dei motori, la frequenza di consumo, e la Delta V necessaria (che in questo caso è mostrata come oV).
Se riesci a trovare una data di arrivo che riduce la Delta V necessaria ma riesce comunque a portarti sul pianeta desiderato, allora il viaggio sarà ottimizzato e consumerai di meno. La data di arrivo è inserita usando il valore numerico MJD. Quindi per capire che valore inserire puoi guardare in alto a destra della schermata di orbiter, e leggere la data corrente in MJD. Nell'IMFD andrà inserito quel valore sommato ai corrispondenti giorni/mesi che il viaggio dovrà durare. Questo appunto perchè quella è la data di arrivo. L'IMFD mostrerà poi quante ore durerà il viaggio, in notazione normale, vicino la scritta GET.

Il bottone TGT (target) consente di impostare il pianeta d'arrivo, modificando la traiettoria di conseguenza.
Una volta impostato, puoi usare i bottoni Prv e Nxt per selezionare la data (GET) nel modo descritto sopra.
La funzione Autoburn della schermata Course può non funzionare correttamente se ci troviamo in un'orbita attorno a un pianeta, e per questo è conveniente utilizzare la schermata Orbit Ejection in contemporanea, prelevando i dati dal display Course.

Avvicinamento al pianeta (Planet approach)

Come ti avvicini al pianeta, dovrai configurare alcuni parametri:

In questa fase è consigliabile usare la proiezione Self.
Il pulsante REFdice all'IMFD cosa visualizzare al centro della schermata (corpo di riferimento).
TGT dice qual è il pianeta d'arrivo.
PG ti permette di cambiare la funzionalità dei pulsanti sulla destra.
Prv e Nxt come sempre ti permette di selezionare le diverse variabili, in questo caso EqI o PeA.
Set inserisce dei valori per queste variabili.
AB attiva l'autopilota che trasformerà la tua orbita secondo quanto impostato.

BT è il solito Burn Time, la durata della spinta di correzione.

Analizziamo i colori di questo display:

Inserimento in orbita (Orbit insert)

Questo programma va usato dopo aver compiuto il planet approach burn, ovvero la manovra di avvicinamento.
Altro non è che un normale retrograde burn, una frenata che inizia in un certo momento e durerà un certo tempo.
Quel che devi fare è impostare l'eccentricità dell'orbita, che solitamente equivale a zero ovvero perfettamente circolare, e premere il pulsante AB appena ti avvicini al periasse.

L'Autoburn volte può non funzionare correttamente, ma è comunque molto semplice effettuare manualmente la manovra:

Display Map

Questa schermata è molto utile e ti permette di vedere dove ti trovi nel sistema solare. È una visuale che punta dall'alto del sistema solare.
Se la tua traiettoria è molto inclinata, potrebbe apparire meno grande di quella che è, ed eventuali intersezioni tra orbite potrebbero non apparire per quanto ci siano, a causa di questa prospettiva diversa dalle altre proiezioni che avrai usato fino a quel momento.
Quindi tieni ben presente questo quando usi questa schermata.

Il bottone PG cambia come sempre le funzionalità dei pulsanti sulla destra.

Il punto bianco è la tua nave spaziale.

Per avere la miglior visualizzazione possibile, puoi usare i seguenti bottoni sulla destra:

ESERCIZIO: dalla Terra a Mercurio

Questo esercizio utilizza il Delta Glider IV di Dan Steph.
Quindi devi installare questo AddOn, più che altro perchè partiremo da uno scenario incluso in esso.

Ecco che cosa faremo:

Per fortuna abbiamo l'IMFD. Quindi non dovremo preoccuparci di molti dettagli e calcoli per il viaggio.

Faremo un trasferimento a piani sfasati, ovvero voleremo direttamente verso il pianeta senza allineare i piani. Come già detto questo consuma molto carburante, ma visto che questo è solo un esercizio useremo il DGIV configurato appositamente per non preoccuparci del carburante e concentrarci sul viaggio.

Bene, iniziamo!

Preparazione del viaggio

Eiezione

In questa fase:

  1. disegneremo una traiettoria che ci permetterà di intercettare il pianeta in una data precisa, usando un determinato tipo di trasferimento;
  2. eseguiremo la spinta di eiezione nella giusta direzione cosicchè la nostra nave fugga dalla Terra in una traiettoria che non collida con il pianeta stesso.

MFD di sinistra:

MFD di destra

Fase di crociera intermedia (Midcourse)

Questa fase altro non è che fluttuare nello spazio per un lungo periodo, vedendo solo lontani puntini luminosi, e in base al tipo di trasferimento, effettuando spinte di correzione oppure no.

MFD di destra

Consiglio: accelerazione temporale (time warp)

Accelerare il tempo cambierà la tua traiettoria, siccome la simulazione terrà conto di tutte le perturbazioni create dagli altri pianeti. Quindi puoi usare un piccolo trucco, che ti permetterà di seguire esattamente la traiettoria calcolata.

Si tratta di editare la data con lo scenario editor.
Nota di Goth: io lo definirei cheating, poi fate voi :D
Quando pianifichi l'eiezione durante la rispettiva fase, prendi nota della data di arrivo nel formato MJD.

Imposta lo stato di propagazione della nave come mostrato in figura e quando ti trovi nella fase midcourse, imposta un MJD che sia un mese o 15 giorni prima dell'arrivo, così ti troverai vicino al pianeta a una distanza non troppo breve e potrai effettuare le correzioni d'approccio.

Avvicinamento al pianeta e inserimento in orbita

"Planet approach" è il programma che ha la funzione di impostare il periasse, l'inclinazione dell'orbita, e infine rendere la tua orbita più piccola con una sorta di frenata, inserendoti in un'orbita stabile attorno al pianeta.

MFD di sinistra

MFD di destra

MFD di sinistra

MFD di destra

Se la frenata non inizia dopo che il PeT è 716, allora c'è il rischio di oltrepassare il pianeta.
Metà del retrograde burn deve avvenire prima di raggiungere il periasse altrimenti mancherai il pianeta, perchè ci vorrebbe una potenza di motori non indifferente per effettuare la frenata in qualche secondo nei vicinissimi pressi del periasse; la frenata ha bisogno del suo tempo, e quindi metà viene fatta prima e metà dopo il raggiungimento del PeA.

Correggere la tua orbita dopo che hai oltrepassato il pianeta è complesso e richiede una buona conoscenza di meccaniche orbitali. Un errore può portarti verso lo spazio vuoto e Mercurio ti guarderà allontanarti per sempre verso l'ignoto. :D

Correggere un overshoot

La traduzione per ora finisce qui. Con le prossime versioni il tutorial sarà completamente tradotto.

So you had to start your orbit insertion burn and you overshoot the mark and started the burn too late... you are in big trouble, and you better have lots of fuel to fix the problem.

You are used to fire retrograde when you want to make an orbit smaller, just like you would do for an orbit insertion.
But if you overshoot, the result would be undesirable.
Your periapsis could be under the surface of the planet without even having an elliptical orbit.
This will consume lots of your precious fuel and you would end up at risk of getting out of the SOI of the planet, and then you would be in big trouble, heading into deep space. And even if you achieve an elliptical orbit, you may need to spend fuel raising periapsis again, or you would crash against the planet. Sounds like a nightmare?

If you already passed periapsis and you burn retrograde without having an elliptical orbit, this is what you will get.

There is a trick to save the day, depending on the situation.
Between inward and retrograde direction there is a certain angle that will not change in time, and it is the threshold between lowering or raising periapsis.
If you point your nose in that direction, you could optimize your trajectory and minimize the amount of fuel required to make your orbit elliptical.

Your goal is to fire retrograde under nominal conditions, but you may want to make periapsis to remain constant.
If you overshoot, firing retrograde won't keep periapsis at constant altitude.
You might want to point your vessel in the direction that makes periapsis to remain constant and watch your Periapsis in Orbit MFD.

What can you expect?
You could make the orbit as small as possible, but your apoapsis will never be lower than your current altitude during that maneuver.
It means that you might not achieve a circular orbit at once, but at least you avoid being lost in deep space, and you saved precious time and fuel in this maneuver.

After you get an elliptical orbit, all you need to do is to wait until you are at apoapsis to set the proper periapsis, and then at periapsis you will set the proper apoapsis.

Fixing an overshoot is a bit stressful and the result may be far from good and it could be very fuel expensive.
So try not to overshoot very often.

UNDERSTANDING IMFD MORE IN DETAIL

Understanding the concept of reference body

IMFD has a reference button that displays everything using a certain body as reference or origin of your coordinates system.

Unlike IMFD, your HUD has its own way to handle references.
If you are inside Earth SOI, altitude and velocity are referred to Earth as reference.
As you depart Earth SOI, you would be orbiting the Sun, so Sun is your reference body.
So if you point retrograde, it will not take you back to Earth, but it will cause to get periapsis closer to the sun.
As you enter the SOI of Mercury, you point retrograde and it allows you to insert in orbit and later you could land on Mercury.

Understanding this is specially important when planning stages in TransX MFD.
But we are not going to analyze TransX here.

Why are reference bodies so important?
Because if you overshoot Mercury and you have a hyperbolic trajectory (apoapsis is so far away that it does not look like an elliptical orbit, but just an open curve), and if you get out from mercury SOI, you may have real trouble to recover, so you should plan a planet approach instead of an orbit insertion. Or you might like to restore HUD to a certain reference planet.

Reference body changes your plans, changes what you can or should do, and how you should do it.

Also, if you approach Phobos, you might like to enter orbit around it.
But there is a problem... Phobos SOI is smaller that Phobos, so your HUD will never show Phobos as reference body.

Orbiter default key to change reference body is CTRL R.

In IMFD you also need to change the reference body, to set it as the origin of your coordinate system.
So you use Ref button. Notice that HUD, Orbit MFD and IMFD may have different reference bodies at the same time, for they are set independently.

Setting the right reference for your HUD will help you to fire retrograde for orbit insertion.
That way you might try to orbit Phobos.

Understanding source and target

Source is the body you want to leave and target is where you want to go.
Both source and target must be orbiting the same central body.

If your craft is outside of Earth SOI or any planet SOI, it would become a "virtual planet" which is where you are now.
So you want the plan to take you from the current position of your "virtual planet" to the target planet.

When your vessel acts like a virtual planet, we say that your craft is the "source".
So if you press the Src button in IMFD, you could input x to tell IMFD that your craft is the source body.

If your craft is landed on Earth, we could think that it is an object on Earth, so your source planet is Earth and target could be Mars.
As you take off and go around Earth, you are still under Earth SOI, so Earth is still the source body.
Your craft is NOT the source body, since Mars and Earth are orbiting the sun, and your vessel is orbiting Earth, or still inside Earth SOI.

At the beginning the concepts of REF (reference), SRC (source), CNT (center view on a body) and TGT (Target) are a bit confusing.
What you need to remember is that both Target and Source orbit the same central body.
So when you select a source for your plans, be sure that you select the right source.

Selecting source, reference and target is important when you use Course display to plan your trip.
For Planet approach, source is your vessel (Src = x) and Target is equator (TGT = I) of the reference planet.

Understanding orbits

Understanding mathematical shapes

In math, the shape of orbits are called "conic sections".
It means that we take cones and we cut them to get a shape.

Those shapes might not be very evident because of the 3D projection, so how about a 2D drawing to illustrate shapes a bit better.

If we take a pencil and we tie it to 2 nails using thread and we try the pencil to be as far as it can from both nails, so thread is under tension, you will end up drawing an ellipse. Each nail would be a point called "focus".

A circle is an ellipse that have both focus points in the same place.
A parabolic shape is an ellipse that has the most distant focus so far away that it is considered to be located at an infinite distance, so there is no apoapsis.
A hyperbolic shape is an ellipse with the most distant focus beyond an infinite distance.
So basically you are working with a generic form of ellipse.

Modifying your orbit

The planet you orbit will always be in one focus.
As you change the shape of an orbit, you are changing the shape of the orbit, provided that the point where your vessel is, will always be part of the trajectory and the focus where the planet is will remain fixed.

When you burned retrograde at periapsis or apoapsis you could see the other side of the orbit getting closer.
When you burn prograde at apoapsis or periapsis, you see the other side of the orbit getting away.
But if you are not in any of those points, you will be rotating your orbit and changing the altitude of periapsis and apoapsis.

If you add some inward or outward change in velocity, you would be also changing the shape of the orbit.
This diagram will help you to understand how orbits change.
Red arrow indicates the direction you are moving.

To the left we see the vessel points prograde.
And we see prograde in the periapsis.
It means that when you fire prograde, you will eventually end up at periapsis if you make a long enough burn.

If you fire retrograde you eventually end up being at apoapsis.

If you fire inward you will end up having periapsis 90 degrees ahead of you. It makes you to descend towards periapsis.

If you fire outward, you will have apoapsis 90 degrees ahead of you. It makes you to climb towards apoapsis

So let's imagine this problem.
You are falling towards a planet and you might burn in the atmosphere.
It means apoapsis (the highest point of your orbit) is behind you.
You think that it would be a suicide to point prograde, for it makes you to go faster against the surface, and you are right.

What do we do?
With prograde we make apoapsis to be higher and as far as it could be, but we are on descent and we need to stop that.
With outward we make apoapsis to be in front of us by 90 degrees, which means that we would be climbing towards apoapsis.
So we need to go outward. We make our angle of attack (angle between our motion and the nose of our craft) to be 90 degrees and we set full throttle until apoapsis is located at orbital altitude. That would save your vessel from being destroyed against the surface or being burned in the atmosphere for a while.
At apoapsis you may burn prograde to circularize the orbit.

This trick to modify orbits is useful to change orbit during an overshoot during orbit insertion.
You saw above what the solution was.

You can control the shape of your orbit, the altitude of apoapsis and periapsis from any point of your orbit.
But the points where a burn is more efficient to make orbits bigger or smaller without rotating them are periapsis or apoapsis.
Any other point will cause the orbit to be rotated around the planet and/or to modify altitude of periapsis and apoapsis.

As you see, modifying orbits is a matter of knowing some tricks and figure out a creative solution.
Did you think everything was already invented?

SLINGSHOT AROUND THE MOON

If you mastered the trip to Mercury you know that you probably may travel to other planets in a similar way, but you now may be eager to try some slingshots using IMFD.
You may wonder why is that I told you all this about orbit shapes.
Reason is simple, slingshots are only near passes, with hyperbolic trajectory.
Now you know what is hyperbolic trajectory...

We will use the same Docked to ISS scenario we used before.

We will go to the moon, slingshot around the moon and then go back to Earth.
I will not explain step by step how to use the interface, for I will guess that you got familiarized with it by practicing many interplanetary trips.

But first we need to understand what we are going to do.
Our flight will be separated in stages (those who have used TransX will be familiar with this term).

The first stage involves travelling from the orbit of our craft to the Moon.
The second will be to travel from Moon to ISS.
Why so we do that? Why not be more direct and state the names of source and target planets?

As we saw before, source and target must orbit the same reference body.

If we depart from Earth orbit to the moon, Earth orbits the sun and Moon orbits Earth...
So we may think that our craft is like a virtual planet in orbit (starting point), so we go from our craft to Moon.
For the return part we can't state source as moon (that orbits Earth) and target as Earth (that orbits sun). That's why we set ISS as target.
So this is how we plan the trip.

STAGE 1: From your craft to Moon

Central body : Earth
Source: Your craft
Target: Moon

STAGE 2: From moon to ISS

Central body: Earth
Source: Moon
Target: ISS

These are the screens we need

This is how our maneuver would look.
First we burn to start the Translunar Injection (TLI) when we orbit Earth.
When we enter moon SOI we perform a planet approach burn to prevent collision with the moon.
Then we perform a slingshot. It sounds easy, and it is easy.

We need a first burn that must fit the conditions so you will not crash on Earth.
We already learned about not crashing.

Notice that as soon as we enter moon SOI, we perform the planet approach burn so we do not crash against the moon.
Then we setup the slingshot.

You may notice that our plan, composed by stages, never refers to the central body as source or target.
The key here is to select the right central body for each stage and then select source and target accordingly.
In our plan, our central body is Earth, and we have our craft, Moon and ISS orbiting it.

For a later stage we could set Earth as source and another planet as target, but it would involve that we should use Sun as central body, and we would travel from one body orbiting Sun to another that orbits Sun too.

Slingshots can be prograde or retrograde, relative to the motion of the body.
In our plan, when we fly to the moon, we need a retrograde slingshot to reduce the speed of the craft.

Let's start...

RIGHT MFD

LEFT MFD

You may notice we did not use ejection burn. It happened because we were orbiting the central body of our system, which is Earth.
We are not trying to escape Earth, to orbit the sun (central body), but our central body is Earth.
You were travelling from the orbit of your craft (Source) to the orbit of the Moon (Target) around the central body (Earth).
The next steps will be about planning the slingshot while you are barely inside the SOI of the moon.

LEFT MFD

That would make you not to crash against the moon, as you would pass 300 km away rom the surface.
Now let's setup the slingshot

Since source and target bodies orbit the central body (Earth) we are planning a trip from the Moon to ISS, since both bodies orbit Earth.
This would give us a general plan to return to Earth.

RIGHT MFD

Retrograde trajectory allows us to lose velocity to fall back to Earth.
Data from Course display is used to calculate the slingshot.

As you pass the moon, follow these steps

RIGHT MFD

Now you can see the approach to Earth.
As you enter Earth SOI, you might like to make a Planet approach burn so you won't collide with Earth.

THE LOGIC BEHIND PLANNING SLINGSHOTS

As we discussed before, we need a central body, a source and a target to make a plan using the Course program.

The key to make a plan is to build consecutive stages.

For Earth to moon and back, we have moon as target, so we need a source that is orbiting Earth.
The only object that we have close in our way is not a planet, but our own vessel that works like a virtual planet.
So we plan a trip from our vessel to the moon.

Notice that our vessel works like a "virtual planet" every time we plan while orbiting the central body, and we are outside of any SOI of a planet that orbit central body.

For the return trip we need a target, but target can't be Earth, since our central body is already Earth
Then we plan from Moon to ISS.

Same happens for interplanetary travel.
If Sun is the central body, we plan from Earth to Mars.
When we planned from "my vessel to moon" you did not need to eject from the SOI of My vessel, and that's why we do not use Orbit Eject.
But we indeed need an ejection if we travel from Earth towards Mars, because your vessel is not the source anymore because your craft is inside SOI of Earth, so we use Course and Orbit Eject to escape Earth's gravity.

Then we plan from Mars to Venus. Just like we did for the return trip, we use a slingshot maneuver.
So we use Course and Slingshot.
If you remember our example, we perform the slingshot maneuver as we just enter the source planet SOI.
Mars would be the source planet.

Slingshot maneuver implies to set a Periapsis (so you do not collide with source planet) using Planet Approach.
And then we combine Course and Slingshot to make the burn to adjust the slingshot trajectory.

The rest of the stages are slingshots too, so the same logic applies.

Notice that here I simplified stages as "Go from planet A to planet B", to make is simple.
But you may remember that there were eject, midcourse, planet approach and orbit insertion substages for every interplanetary travel.
We could think that the slingshot maneuver is the equivalent of ejection burn, if we think of those substages.
But ejection burn applies for circular and elliptical orbits inside source planet SOI.
Instead, slinshot applies when we have a hyperbolic trajectory.

Now we understand why we needed to understand orbit shapes.

What about parabolic orbits?

You may wonder why I did not mention parabolic trajectories.
Parabolic trajectory has one focus at infinite distance and hyperbolic has focus beyond infinite.
Since there is only one "infinite" it means that we only have one curve that fits the definition of parabolic trajectory, which is when an orbit stops being elliptic.

And since hyperbolic hyperbolic has focus beyond infinite, we have many possible hyperbolic trajectory.
So, since parabolic orbit is such a special case, we do not even bother to mention it.

IMFD a great educational tool

As we reach this point, you may notice that we did not use any math formulas, we did not have the headache of making numbers on a board.
IMFD does all the numbers, so what you need is to understand math, orbits, conic sections, trajectories.
Understanding the problem is the fun part of math.

IMFD is not as easy as "take me from planet A to planet B", because of several reasons that I figure that probably even Jarmonik (the author of IMFD) did not realize.

Perhaps the only improvement that it could have is a 3D rotation feature like Celestia, so users could have 3D visual awareness, but it is asking just too much. I know what programming is and I can tell you that such an effort would involve entire months of sleepless nights (just as many as Celestia required). So IMFD is good as it is now.

IMFD is a great educational tool with the proper level of automation to get familiar with interplanetary travel, without becoming too overwhelmed.
The next big challenge is to use the even more flexible tool called TransX MFD, but that's a major league tool.

Just like docking with a space station and doing some reentry is to play in shallow waters of space, IMFD helps newbies to have a taste of the shallow waters of knowledge on astrophysics. IMFD is therefore a great educational tool.