Вопрос не много не правильно сформулирован. "Со скоростью". Правильно было бы Изменить скорость на 10км/с. Иначе ответ 0 !!!! Так как вы уже набрали эту скорость. скорость относительна
Скорее вы подлетите на нормальной 0.1 м/с относительно камня(стыковочная скорость).
Вообще обычно решают Прямую задачу "Подразумеваю что задача, сколько топлива нужно для ракеты с двигателем, что бы доставить груз на обриту на расстоянии 10км/с(вместе собой так же).". Кстати 10км/с это сверх величина. Расстояния от Марса до Земли 1км/с где-то. Измерять расстояние в скорости, примерно то же самое что и Удельный импульс. Просто удобное упрощение.
Обратная же задача не имеет решений, и не имеет оптимальных решений, там производная != 0.
Далее решение. У вас уже должен быть известен Уд. импульс и начальная масса ракеты. Ну иначе стройте графики, и выбирайте нужную вам пару решения (x,y,z).
Оптимальное решение, отделяющиеся баки. Топливо храниться в баках, которые много весят.
Тут решение . Не оптимальное. Как по учебнику. Берем формулу циолковского и считаем
dU = I * ln(m1/m2) она преобразуется в
M топлива = (exp(U/Uг)-1) * m2 . m2 - масса ракеты+ камень. Оптимальной же будет многоступенчатая ракета. Или отделяемые баки.