Orbita de geotransfer

Orbită de geotransfer ( GTO ) - o orbită de tranziție între o orbită de referință joasă (LEO; altitudine aproximativ 200 km ) și o orbită geostaționară (GSO; 35.786 km ) . Spre deosebire de LEO și GEO , care sunt circulare în prima aproximare, orbita de transfer este o traiectorie eliptică foarte alungită a navei spațiale , al cărei perigeu se află la distanța LEO de Pământ, iar apogeul la distanța GEO . ( traiectoria Hohmann ).

Finalizarea lansării navei spațiale către GSO are loc atunci când aceasta atinge apogeul în timp ce se deplasează de-a lungul orbitei de geotransfer. În acest moment, unitatea de accelerare informează aparatul despre un impuls de accelerare, care își transformă mișcarea eliptică într-una circulară cu o perioadă de revoluție în jurul Pământului egală cu o zi .

Tehnica inferenței

Orbita geostaționară implică o înclinare orbitală de zero, ceea ce înseamnă că orbita este exact deasupra ecuatorului . Cu toate acestea, porturile spațiale existente nu sunt situate pe ecuator și lansarea directă este posibilă pe orbită cu o înclinație minimă egală cu latitudinea portului spațial. Aceasta însemna că era nevoie de cel puțin o abordare în două impulsuri a GEO: în primul rând, pentru a atinge viteza caracteristică necesară pentru a atinge apogeul la altitudinea GEO și a doua oară în punctul de intersecție a traiectoriei cu GSO pentru a forma o orbită circulară și schimbarea înclinației. S-a întâmplat din punct de vedere istoric că în sateliții geostaționari al doilea impuls a fost dat de sistemul de propulsie al satelitului însuși, iar sarcina rachetei purtătoare a fost doar formarea unei orbite de transfer eliptice. Această abordare, pe lângă câștigul de energie, a făcut posibil să nu vă faceți griji cu privire la poluarea spațiului de la ultima etapă a rachetei. A ars relativ repede în atmosferă datorită perigeului său scăzut . Ieșirea cu două impulsuri a permis, de asemenea, utilizarea de motoare ieftine și fiabile cu acțiune simplă în fiecare etapă. Schema de inferență prin GPO nu este singura posibilă și nu întotdeauna cea mai optimă, dar cu toate acestea a devenit o caracteristică populară a capacităților vehiculelor de lansare. Orbita eliptică a fost numită orbita geotranzițională.

Parametrii orbitei de geotransfer sunt determinați de locul de lansare. Spaceport Canaveral are o latitudine de 28,5 grade, ceea ce a necesitat un impuls de ~1800 m/s pentru a trece de la GPO la GSO. Portul spațial Kourou, cu latitudinea sa de 7 grade, necesită un impuls de tranziție de ~1500 m/s. Cosmodromul Sea Launch se lansează de la ecuator și GPO-ul său nu necesită corecția înclinării, ceea ce oferă un impuls de tranziție de ~1477 m/s. GPO-urile portului spațial chinez și japonez sunt similare cu cele ale Canaveral. [1] [2]

Latitudinea mare a porturilor spațiale ale URSS a necesitat impulsuri mult mai mari pentru ascensiunea finală la GEO (mai mult de 2400 m/s). În momentul în care transportatorii sovietici au intrat pe piață pentru lansări comerciale, proiectele sateliților geostaționari occidentali se stabiliseră deja în ceea ce privește amplificarea necesară. Prin urmare, rachetele sovietice aveau nevoie de o treaptă suplimentară, numită treaptă superioară, care să înlăture sarcina în așa fel încât să reducă impulsul de formare GEO necesar de la satelit la standardele occidentale de 1500..1800 m/s. Este clar că aici nu se mai poate vorbi despre GPO în sensul său inițial, ci doar despre caracteristicile capacității de transport a rachetei purtătoare.

Pe piața modernă a serviciilor de lansare, 2 standarde, GPO-1500 m/s și GPO-1800 m/s, sunt acceptate în mod tacit drept cele mai utilizate GPO-uri. Datele lipsei vitezei caracteristice pentru atingerea OSG trebuie compensate de nava țintă, ceea ce afectează direct durata de viață a navei spațiale (alimentarea cu combustibil la stație pentru a menține poziția în spațiu). Lansarea pe orbită pentru GPO-1500 este mai costisitoare decât pentru GPO-1800. De exemplu, dacă vehiculul de lansare Proton-M pune pe orbită pentru GPO-1500 o masă de 6300 kg, atunci pentru GPO-1800 valoarea masei va fi de 7100 kg.

Utilizare

GPO este folosit pentru sateliți de cercetare precum Spektr-R , precum si pentru satelitii de telecomunicatii si transmisia de date multimedia. O orbită elipsoidală alungită oferă o perioadă lungă de timp pe un anumit teritoriu, apogeul este selectat în funcție de timpul necesar semnalului pentru a călători către satelit și înapoi, de obicei nu depășește 40 de mii de km pentru sateliții de telecomunicații, pentru Spektr-R satelit, apogeul este de 340 mii km, acest lucru se face pentru obținerea de imagini de înaltă rezoluție folosind metoda sintezei diafragmei radar .

Pentru acoperirea continuă a Pământului cu semnale satelitare, sunt necesari minimum 3 sateliți, lansați cu un interval orbital de 8 ore.

Vezi și

Note

  1. ↑ Orbită de geotransfer . Preluat la 22 martie 2016. Arhivat din original la 14 aprilie 2016.
  2. ↑ Știri despre lansarea Angara at Sea - de ce este acest lucru important? „Știința populară despre spațiu și astronomie” . Preluat la 7 iulie 2020. Arhivat din original la 21 septembrie 2020.
 Orbite