Energia caratteristica
# Energia caratteristica

In astrodinamica l'energia caratteristica è una misura dell'eccesso di energia specifica (ovvero energia per unità di massa) che è necessaria per sfuggire all'attrazione di un corpo celeste.

Viene comunemente indicata con il simbolo $C_{3}$ ed è definita come il quadrato della velocità di eccesso iperbolico:

    $C_{3}:=v_{\infty }^{2}=-{\frac {\mu }{a}}$

dove:

* $\mu$ è la costante gravitazionale planetaria e dipende solo dalla massa del corpo celeste;
* $a$ è il semiasse maggiore dell'orbita.

L'energia caratteristica viene utilizzata come parametro di costo per le orbite e le traiettorie orbitali e come parametro di confronto per i lanciatori.

In particolare, valori di $C_3$ maggiori di zero indicano traiettorie in cui il veicolo spaziale sfugge all'influenza gravitazionale del corpo celeste (orbite iperboliche); ad esempio, traiettorie di trasferimento dalla Terra a Marte hanno valori di $C_3$ intorno a 10 km²/s², mentre trasferimenti verso i pianeti più esterni possono richiedere 50–100 km²/s².

Valori negativi di $C_3$ invece caratterizzano le orbite ellittiche; In particolare, una traiettoria di ritorno libero per la Luna ha un $C_3$ intorno a -2 km²/s².

Nei lanciatori, $C_3$ viene usato per determinare il carico che può essere inserito in una determinata orbita. La tabella seguente mostra alcuni esempi di lanciatori e la massa trasportabile a seconda dell'energia caratteristica della traiettoria.

Massa trasportabile (kg) a seconda della traiettoria :

| Lanciatore | $C_3$ = 0 km²/s² | $C_3$ = 10 km²/s² | $C_3$ = 100 km²/s² |
| - | - | - | - |
| Delta IV Heavy | 9588 | 8000 | ND |
| Ariane 5 | 6600 | >3190 | ND |
| Atlas V | 6500 | 5500 | 850 |
| Proton | 4838 | 4279 | 1061 |
| Lunga Marcia 3C | 2300 | 1700 | ND |
| Sojuz | 1600 | 1220 | 1220 |
| Taurus | 329 | 263 | 35 |
