Capitolul 2 Ce este orbită și sateliții sunt
În acest capitol ne uităm la ceea ce sateliții și orbitele lor încearcă să reflecte doar tipurile lor de bază.
Fig. 1a. Populat apropierea Pământului spațiu prin satelit. Stânga - vedere planul ecuatorial, spre dreapta - vedere de la polul nord al lumii.
Fig. 1b. mișcare sateliți de animație într-un minut.
Pentru a nu se pierde în această varietate de sateliți „zoo“ și oferă următoarea clasificare.
Clasificarea dat nu pretinde a fi absolut - este cunoscut a fi clasificat poate fi orice doriți pe ce bază orice număr de ori.
# 167 1. Clasificarea orbitelor prin satelit
În această secțiune ne vom uita la tipurile de orbite prin satelit. În capitolul 1, am văzut că toți sateliții se mute în elipse, într-un focar de care este Zemlya.Sledovatelno, toate tipurile de orbite - eliptic. Orbitele de divizare de bază produc cea mai mare înclinație „i“ orbita și axa semnificativ semimajore „o“. În plus, este posibil să se aloce divizarea excentricitatea „e“ - și orbita maloelliptichnye vysokoelliptichnye. Reprezentarea vizuală a modificării formei orbitei la diferite valori ale excentricității este dat în Fig. 2.
Fig. 2. Schimbarea orbita eliptica pentru diferite valori ale excentricitatea „e“. [1]
Deci, vom proceda pentru a studia tipurile de orbite.
conform revendicării 1. Clasificarea orbitele sateliților pentru înclinare
În general, înclinarea orbitei satelitului este în intervalul 0 °
Fig. 3. Cazul general al orbitei prin satelit cu o înclinare de 0 °
ecuatorial orbita
orbita ecuatorială - orbita cazuri extreme, când înclinația "i" = 0 ° (a se vedea figura 4 ..). În acest caz, precesie și rotația orbitei va fi maxim - 10 ° / zi și până la 20 ° / zi, respectiv (vezi §5 Capitolul 1.). Lățimea de bandă de vizibilitate prin satelit, care este dispusă de-a lungul ecuatorului, determinată de înălțimea sa deasupra suprafeței pământului. Orbit cu o înclinație redusă „i“ este adesea numit „ecuatoriale despre.“
Fig. 4. orbita Ecuatoriala.
orbită polară
Polar orbita - a doua extremă înclinării cazul orbita unde "i" = 90 ° (a se vedea figura 5 ..). În acest caz, nici o orbită precesie, iar rotația orbitală are loc în direcția opusă rotației relative a satelitului și nu depășește 5 ° / zi (vezi. §5 capitolul 1). Un astfel de satelit polar trece succesiv peste toate zonele suprafeței Pământului. Lățimea benzii de vizibilitate prin satelit este definită prin înălțimea deasupra suprafeței Pământului, dar mai devreme sau mai târziu, satelitul poate fi văzut din orice punct. Orbit cu o înclinație de „i“. aproape de 90 °, denumit în continuare „circumpolară“.
Fig. 5. orbita Polar.
orbită Sun-sincron
Fig. 6. orbita Sun-sincron.
orbită Sun-sincron (MTR) - un tip special de sateliți pe orbită adesea folosite care produc filmare la suprafață. Reprezintă orbita cu astfel de parametri ca satelitul trece peste orice punct al suprafeței Pământului la aproximativ același timp, solar locale [4]. o astfel de mișcare a satelitului este sincronizat cu mișcarea terminatorului a suprafeței Pământului - în detrimentul satelitului poate zbura întotdeauna deasupra zonei mereu aprins frontiera aprins și teritoriul soare stins, sau, sau invers - întotdeauna pe timp de noapte, cu condiții de lumină, atunci când durata de unul și același punct Pământul este întotdeauna aceeași. Pentru a realiza acest efect trebuie să orbiteze precess într-o direcție opusă rotației Pământului (adică, la est) la 360 ° pe an pentru a compensa rotație a Pământului în jurul Soarelui. Aceste condiții sunt îndeplinite numai pentru un anumit interval de orbită de altitudine și înclinare - de obicei, o inaltime de 600-800 km și înclinația „i“ ar trebui să fie de aproximativ 98 °, adică HIS orbite de soare sincron sunt mișcarea inversă (vezi. Fig. 6). Prin creșterea înălțimii zborului înclinației prin satelit ar trebui să fie crescută, motiv pentru care nu va zbura peste regiunile polare. De obicei, soare sincron orbită aproape circulară, dar poate fi semnificativ eliptică.
În general, necesar pentru solar sincron ISS orbita înclinării poate fi calculată cu formula [20]:
unde „e“ - excentricitatea orbitei prin satelit, „o“ - orbita satelitului semimajore în kilometri (a = h + rg „h.“ - perigeu distanța față de suprafața Pământului, „rg“ = 6371 km - raza Pământului) .
Fig. 7 prezintă un grafic al înclinarea necesară orbitei satelitului, astfel încât să heliosynchronous - pentru diferite valori ale excentricitatea „e“ și perigeul înălțimea „h“ sateliți deasupra Pământului.
Fig. 7. înclinarea necesară pentru o orbită de soare sincron orbita satelitului în funcție de distanța perigeu „h“ la suprafața pământului; „E“ - excentricitatea orbitei satelitului.
Datorită influenței perturbațiilor prin satelit iese treptat de sincronizare în legătură cu care are nevoie periodic de corecție orbită cu ajutorul motoarelor.
p.2. Clasificarea orbitei satelitilor celei mai mari axe de semi-majore
A doua clasificare - bazată pe axa semi-majoră, și mai precis, înălțimea deasupra suprafeței Pământului.
Low-orbita prin satelit (LEO)
Fig. 8. satelit orbită inferioară (e) și mediu-HIS (b).
Medium-satelit (MEO)
sateliți orbită geostaționară și geostaționari
sateliți geostaționari (GSS (US), sau "GSO" - .. Din engleză "G eos ynchronous O rbit") sunt considerați sateliți având perioada orbitala (siderali) zile egale stelare - 23 h 56 m 4,09 s. Dacă înclinarea „i“ orbita la zero, astfel orbite sunt numite geostaționari (vezi. Fig. 9a). sateliți geostaționari care zboară la o altitudine de 35,786 km deasupra suprafeței Pământului. [9] pentru că Perioada de tratament a acestora coincide cu o perioadă de rotație a Pământului în jurul axei sale, acestea din satelit „atârnă“ de pe un loc pe cer (vezi. fig. 10). Dacă înclinarea „i“ nu este egal cu zero, acești sateliți sunt numite geostaționară (vezi. Figura 9b.). În realitate, mulți sateliți geostaționari au o ușoară înclinare și predispuse la tulburări de luna și soarele, în legătură cu care descriu cifrele pe cer sub forma de „optari“, alungite pe direcția nord-sud.
Fig. Geostaționar 9. (a) și geostaționară (b) prin satelit.
Dacă vorbim despre forma traiectoria GHS, este determinată de înclinația înclinația „i“, excentricitatea „e“ și argumentul perigeu „orbita satelitului Wp (vezi. Fig. 11). Dacă excentricitatea și înclinarea orbitei zero, satelit sub-punct este fix și este proiectat pentru a punct specific de suprafața pământului. când o excentricitate nenulă și înclinația la zero GSS „trage“ pe suprafața segmentului, se deplasează de la est la vest și înapoi, trecerea de la poziția de zero pentru cel mult δLmax = 114,6 ° · e, adică la excentricitate e = 0,01 deplasare va fi nu mai mult 1.2 ° Dacă nenulă înclinarea și excentricitate zero, GSS „trage“ clasic „Opt.“ - înălțimea 2θ unghiulară a cifrelor egală cu dublul valorii înclinației i a orbitei, lățimea maximă este calculată conform formulei δLmax 0.044 · i 2 (aplecare „i“ este setat în măsura gradul). In cazul cel mai general, non-zero „i“ și „e“ urmări REG este „înclinat opt“ pe suprafața Pământului, unghiular înălțime 2 © = i, lățimea maximă δLmax = 114,6 ° · e, de altfel, „opt“ se obține numai în acest caz, dacă argumentul perigeu „Wp“ orbita este de 0 ° și 180 °, în alte LES ceaiuri este o figură mai complexă - ceva între oval și „opt“.
Fig. 11. Tipuri de piese GSS de pe suprafața Pământului, în funcție de înclinația „i“, excentricitatea „e“ și un argument de perigeu „Wp“ orbita [20].
De exemplu, în animația de mai jos este compensată GSS "SDS 3f2" (SCN: 26635). Animație este format din 19 imagini luate cu ajutorul lentilei "Jupiter 36B" (F = 250 mm, 1 / 3.5) și DSLR-camera "Sony A200" (ISO 1600, 30 cu expunerea), cadrele sunt eliminate la fiecare 5 minute. Camera a fost fixată.