Estimador de combustible por período orbital

Este estimador convierte un requisito de maniobras repetidas por órbita en una necesidad ideal de propelente. Usa el período orbital y la duración de misión para estimar el número de vueltas, multiplica una asignación de Δv por órbita y aplica la ecuación ideal del cohete con el impulso específico seleccionado.

Es útil para presupuestos preliminares de mantenimiento orbital, control de formación o pequeñas correcciones. El cálculo no modela tanques, residuos, márgenes de contingencia, gravedad, arrastre durante el encendido ni variación de rendimiento del propulsor.

Datos de cálculo

min
días
m/s
s
kg
%
Resultado
propelente estimado con reserva
Órbitas de misión
Δv acumulado
Propelente ideal sin reserva

1. Indica la cadencia orbital
Introduce el período medio y la duración de la misión.

2. Asigna Δv por órbita
Usa un valor representativo de las correcciones que esperas en cada vuelta.

3. Introduce el rendimiento
El impulso específico resume la eficiencia del sistema de propulsión.

4. Define la masa final
Usa la masa que quedaría una vez consumido el propelente considerado en este presupuesto.

5. Añade una reserva
Aplica un porcentaje adicional para planificación y compara la masa resultante.

N = duración / período Δv_total = N × Δv_por_órbita MR = exp(Δv_total / (Isp × g0)) m_prop = m_final × (MR − 1) m_prop,reserva = m_prop × (1 + reserva)

Se usa g0 = 9,80665 m/s² y la ecuación ideal de Tsiolkovski. La suma lineal de Δv por órbita es una hipótesis de presupuesto.

Qué significa el resultado

La masa resultante es el propelente ideal necesario para el Δv acumulado más la reserva porcentual indicada.

En un diseño real deben añadirse márgenes de sistema, propelente no utilizable y dispersión de maniobras.

Datos: 95 min, 180 días, 0,05 m/s por órbita, Isp = 220 s, masa final = 500 kg y reserva del 10 %.

Cálculo: N ≈ 2.728,4 órbitas; Δv ≈ 136,4 m/s. MR = e^(136,4/(220×9,80665)) ≈ 1,0653. Propelente ideal ≈ 32,6 kg; con reserva ≈ 35,9 kg.

Resultado: unos 35,9 kg de propelente presupuestado.

¿Qué significa Δv por órbita?

Es una asignación de cambio de velocidad para maniobras que se repiten o se prorratean por vuelta. Si las maniobras son esporádicas, puede ser más apropiado introducir un equivalente medio.

¿Por qué se necesita la masa final?

La ecuación relaciona masa inicial y final. Aquí la masa final representa la nave después de consumir el propelente incluido en este cálculo.

¿La reserva del 10 % es obligatoria?

No. Es un parámetro editable, no una recomendación universal. Ajusta la reserva según el nivel de madurez y las reglas de tu proyecto.

¿Incluye pérdidas por gravedad o arrastre?

No de forma explícita. Si esperas pérdidas adicionales, incorpóralas dentro del presupuesto de Δv antes de calcular el propelente.

¿Puedo usar motores eléctricos?

Matemáticamente sí si introduces un Isp coherente, aunque la duración de las maniobras y las restricciones de potencia pueden dominar la planificación y requieren otro análisis.