Orbită eliptică înaltă
Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 18 iunie 2022; verificările necesită 2 modificări .O orbită eliptică înaltă (de asemenea, High Eliptical Orbit , HEO ) este un tip de orbită eliptică a cărei înălțime a apogeului este de multe ori mai mare decât înălțimea perigeului [1] .
Scop
După legile lui Kepler , sateliții care folosesc orbite eliptice înalte călătoresc la viteze foarte mari la perigeu și apoi încetinesc puternic la apogeu . Când o navă spațială (SC) este aproape de apogeu, un observator de la sol are impresia că satelitul se mișcă cu greu timp de câteva ore, adică orbita sa devine cvasi- geostaționară . În 3,5 ore, semnalul de la acesta poate fi recepționat pe o antenă cu diametrul de 0,6 m fără a utiliza un dispozitiv rotativ. Pe de altă parte, un punct cvasi-geostaționar poate fi situat peste orice punct de pe glob și nu doar peste ecuator, ca în cazul sateliților geostaționari. Această proprietate este folosită în latitudinile nordice și sudice , departe de ecuator (peste 76-78° N/S), unde unghiul de elevație al sateliților geostaționari poate fi foarte scăzut sau chiar negativ.[2] . În aceste zone, recepția de la un satelit geostaționar este foarte dificilă sau imposibilă, iar sateliții pe orbite extrem de eliptice sunt singura modalitate de a furniza serviciul. Unghiurile de elevație pentru sateliții foarte eliptici depășesc 40° la marginile zonei de serviciu și ajung la 90° în centrul acesteia.
Orbitele HEO pot avea orice înclinare , dar au adesea o înclinație apropiată de zero perturbația cauzată de forma neregulată a Pământului, similară cu un elipsoid oblat . Când se folosește această înclinare, orbita se stabilizează.
Pentru orbitele eliptice , un argument de perigeu între 180° și 360° înseamnă că apogeul este peste emisfera nordică . În schimb, un argument de perigeu între 0° și 180° înseamnă că apogeul este peste emisfera sudică . Apogeul unei orbite cu un argument de perigeu de 0° sau 180° va fi situat exact deasupra ecuatorului , ceea ce din punct de vedere practic nu are sens, deoarece în acest caz este mai ieftin și mai ușor de utilizat o navă spațială în geostaționar. orbită (este necesar doar un satelit în loc de trei).
Avantaje și dezavantaje
Sateliții HEO au următoarele avantaje:
- Abilitatea de a deservi o zonă foarte mare. Deci, de exemplu, un astfel de sistem poate deservi întregul teritoriu al Rusiei ;
- serviciu la latitudini mari. Unghiul de elevație în aceste zone pentru sistemele HEO este mult mai mare decât pentru sateliții geostaționari; [2]
- Utilizarea pe scară largă a diferitelor game de frecvență pe HEO fără înregistrare (spre deosebire de orbita geostaționară, unde practic nu mai există spațiu liber sau frecvențe libere);
- lansare mai ieftină pe orbită (de aproximativ 1,8 ori) [3] .
În același timp, în prezent, sistemele pe orbite foarte eliptice au mai multe dezavantaje decât avantaje. Dezavantajele includ:
- necesitatea de a avea cel puțin trei sateliți pe orbită (în loc de unul geostaționar) pentru a crea un sistem cvasi-geostationar. În cazul asigurării difuzării continue non-stop , numărul navelor spațiale crește la șapte [3] ;
- antena de recepție trebuie să aibă o funcție de urmărire (turn drive). Prin urmare, costul inițial al unei astfel de antene și costul întreținerii acesteia va fi mai mare decât cel al unei simple antene fixe;
- la latitudini înalte , densitatea populației este mult mai mică decât în regiunile de mijloc, astfel încât întrebarea privind rambursarea unui astfel de sistem este foarte îndoielnică;
- apogeul sateliților de pe HEO este mai mare decât cel al GSO, deci puterea emițătorilor trebuie să fie mai mare, până la 400-500 wați . Acest lucru face sateliții mai scumpi; [2]
- orbita sateliților HEO traversează de obicei centurile de radiații , ceea ce reduce foarte mult durata de viață a navei spațiale. Pentru a scăpa de această problemă, este necesar să aveți o orbită cu un apogeu de aproximativ 50 de mii de km și un perigeu de aproximativ 20 de mii de km [3] , adică să folosiți orbita Tundra ;
- întrucât navele spațiale se mișcă pe orbită, efectul Doppler creează dificultăți suplimentare pentru receptorii de pe Pământ [4] ;
- din cauza timpului mare de propagare a semnalului, apar dificultăți la utilizarea aplicațiilor în timp real precum telefonia [4] .
Exemple de utilizare
Există mai multe sisteme cunoscute care folosesc orbite foarte eliptice.
| Exemple de orbite foarte eliptice | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sisteme care utilizează HEO | Numele orbitei | scop | Argumentul latitudinii perigeului | Starea de spirit | Perioada orbitală SC | Înălțimea la perigeu | Altitudine la apogeu. | |||
| „ Fulger-1T ”, „ -3 ”, „ -3K ”, „ Meridian ” | Fulger | Conexiune prin satelit | 280° | 62,8° | 11 ore 57 minute. 45 sec. | aproximativ 500 km | aproximativ 40.000 km | |||
| „ Sirius XM Radio ” [4] | Tundră | radio prin satelit | 269° | 62,1538° | 23 ore 56 minute 04 sec. | 24.475 km | 47.093 km | |||
| Integral [4] [5] [6] | observatorul spațial | 300° | 51,6° (la începutul misiunii) | 4309,6 min. | 9743,2 km | 152.963,8 km | ||||
| Cluster [4] | Nave spațiale științifice | 101,5° | 3427,6 min. | 8585,9 km | 129.281,5 km | |||||
| Observatorul Geofizic Orbital | observatorul spațial | 101,5° | 3839 min. | aproximativ 300 km | aproximativ 150.000 km | |||||
| explorator avansat de compoziție | Nave spațiale științifice | 28,7° | 1398 ore (58,25 zile) | 145.700.000 km | 150.550.000 km | |||||
| Sistemul de satelit Quazi-Zenith | Tundră | Sistem prin satelit pentru corecția diferențială a semnalului GPS | 270° | 40° | 23 ore 56 minute 04 sec. | aproximativ 32.000 km | aproximativ 40.000 km | |||
| GLONASS -B | Tundră | Sistem de corecție diferențială prin satelit | 64,8° | 23 ore 56 minute 04 sec. | ||||||
Orbită fulgerului
Orbita Molniya este numită după seria Molniya de sateliți de comunicații cu scop dublu sovietic și rusesc , care au fost primii care au folosit acest tip de orbită în activitatea lor. Parametrii săi sunt:
- argumentul latitudinii perigeului este de 280°;
- înclinare - 62,8 °;
- perioada de circulație draconiană - 11 ore 57 minute. 45 sec.;
- altitudine - de la 500 km la perigeu la 40.000 km la apogeu.
Gruparea completă a navei spațiale Molniya a constat din opt vehicule pe orbite extrem de eliptice cu un apogeu în emisfera nordică , al căror timp de rotație era egal cu o jumătate de zi siderale (adică puțin mai puțin de 12 ore). Navele spațiale au fost împărțite în patru perechi, în fiecare dintre care sateliții s-au deplasat de-a lungul unei căi la sol cu un interval de 6 ore unul după altul. Căile perechilor au fost deplasate una față de alta cu 90 ° în longitudine , adică opt sateliți au asigurat acoperire în întreaga lume. Apogeele orbitelor zilnice ale navei spațiale din primul grup au fost situate deasupra teritoriului Siberiei Centrale și asupra Americii de Nord , iar pentru navele spațiale din al doilea grup - peste Europa de Vest și Oceanul Pacific .
Sateliții trebuiau să ofere sesiuni de comunicare cu o durată totală de până la 13 ore pe zi și până la 7,5 ore pe orbită [7] .
În prezent[ când? ] constelația sateliților „ Molniya-1T ” și „ Molniya-3 ” este înlocuită cu constelația navei spațiale „ Meridian ”.
Orbită „Tundra”
- perioada de circulatie - 23 ore 56 minute. 04 sec. (1 zi înstelată );
- semiaxa mare ( ): 42.164 km;
- excentricitate ( ): 0,25 până la 0,4;
- altitudine la perigeu: , unde (raza medie a Pământului) - de la 18.900 la 25.240 km;
- înălțime la apogeu: - de la 46.330 la 52.660 km;
- înclinare ( ): 62,15° [4] - 63,4°;
Orbita Tundra este similară conceptual cu orbita Molniya, dar este geosincronă : în loc de 12 ore, sateliții fac o revoluție completă într-o zi siderale (23 ore și 56 de minute). Apogeul acestei orbite este de obicei mult mai mare decât cel al Molniei, în regiunea de 46.000-52.000 km. În teorie, acest lucru poate părea mai bun, deoarece eficiența utilizării sateliților pe orbita Tundra este semnificativ crescută: aceștia pot deservi teritoriul selectat mai mult de 12 ore pe fiecare orbită, iar două dispozitive sunt suficiente pentru a organiza comunicarea non-stop. . Cu toate acestea, puterea emițătorilor de pe o astfel de navă spațială ar trebui să fie mult mai mare, deoarece este situată mult mai departe de Pământ.
În prezent[ când? ] o astfel de orbită este utilizată de compania Sirius XM Radio, care operează sistemul Sirius XM pe această orbită , constând din trei nave spațiale, precum și sistemul de navigație japonez QZSS .
Vezi și
Sateliți de comunicații pe orbite foarte eliptice:
Note
- ↑ Somov A.M. Tipuri de orbite. Definiții de bază. Compoziția și scopul sistemelor de comunicații prin satelit // Propagarea undelor radio și a antenelor sistemelor de comunicații prin satelit . - Hotline - Telecom, 2015. - ISBN 978-5-9912-0416-3 .
- ↑ 1 2 3 La transmisia prin satelit de pe orbite foarte eliptice . broadcasting.ru. Data accesului: 17 februarie 2011. Arhivat din original la 13 iulie 2012.
- ↑ 1 2 3 Orbită foarte eliptică . Galaxie radio. Consultat la 5 februarie 2011. Arhivat din original la 13 iulie 2012.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Tipos de orbitas. Constelații de sateliți . Universitatea Politecnica din Madrid. Consultat la 5 februarie 2011. Arhivat din original la 31 mai 2012.
- ↑ Sub semnul „Integral” . Revista „Cosmonautics News”, 12.2002. Data accesului: 20 septembrie 2011. Arhivat din original pe 21 martie 2012.
- ↑ ESA Integral . ESA. Preluat la 20 septembrie 2011. Arhivat din original la 13 iulie 2012.
- ↑ Noul „Fulger” din Krasnoyarsk . Revista „Cosmonautics News”, 09.2001. Data accesului: 21 ianuarie 2011. Arhivat din original pe 13 martie 2012.
Link -uri
- Highly Eliptical Orbit Arhivat la 13 iulie 2012.
- Despre transmisia prin satelit de pe orbite extrem de eliptice
| Mecanica cerească | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||
| ||||||||