Глава 2 Какво е орбита и спътници
В тази глава ще разгледаме какво спътниците и техните орбити се опитват да се отрази само основните им видове.
Фиг. 1а. Населена околоземното пространство сателит. Ляво - изглед към екваториалната плоскост, вдясно - гледката от северния полюс на света.
Фиг. 1b. движение анимация спътници в една минута.
С цел да не се загубиш в тази разновидност на "зоологически градини" сателити и дава следната класификация.
Даденият класирането не претендира, че е абсолютен - Известно е, да бъдат класифицирани може да бъде всичко, което пожелаете на какво основание неограничен брой пъти.
# 167 1. Класификация на сателитни орбити
В този раздел ще разгледаме видовете сателитни орбити. В глава 1, видяхме, че всички спътници се движат в елипси, в един фокус от които е Zemlya.Sledovatelno, всички видове орбити - елиптични. основни разделителни обикаля произвеждат най-голям наклон "и" орбита и по значение полуос "а". Освен това е възможно да се разпределят разделянето на ексцентричност "е" - и maloelliptichnye vysokoelliptichnye орбита. Визуално представяне на промяната във формата на орбитата на различни стойности на ексцентрицитет е дадено на фиг. 2.
Фиг. 2. Промяна на елиптична орбита за различни стойности на ексцентричност "е" на. [1]
Така че, ние се пристъпи към проучване на видовете орбити.
претенция 1. Класификация на орбитите сателити за наклон
Като цяло, наклона на орбитата на сателита е в диапазона от 0 °
Фиг. 3. общия случай на спътниковата орбита с наклон от 0 °
екваториална орбита
Екваториална орбита - орбита краен случай, когато наклон "и" = 0 ° (виж фигура 4 ..). В този случай, прецесия и въртене на орбитата ще бъдат увеличени - 10 ° / ден и до 20 ° / ден (вж §5 глава 1.). В честотна лента на сателитна видимост, която е разположена по протежение на екватора, определен от нейната височина над земната повърхност. Orbit с нисък наклон "и" често е наричан "екваториалния около".
Фиг. 4. Екваториална орбита.
полярна орбита
Полярна орбита - втори краен случай наклон орбита където "и" = 90 ° (виж фигура 5 ..). В този случай, не прецесия орбита и орбитална въртене се случва в посока, противоположна на относителното завъртане на спътника и не надвишава 5 ° / ден (вж. § 5, глава 1). Такава полярна сателитна преминава последователно през всички области на повърхността на Земята. Ширината на лентата на сателитна видимостта се определя от нейната височина над земната повърхност, но рано или късно, на сателита може да се види от всяка точка. Orbit с наклон на "аз". в близост до 90 °, по-нататък "circumpolar".
Фиг. 5. Полярна орбита.
Sun-синхронна орбита
Фиг. 6. Сун-синхронна орбита.
Sun-синхронна орбита (MTR) - специален вид орбита спътници често се използват, които произвеждат снима повърхността. Представлява орбита с такива параметри като сателита преминава над всяка точка на повърхността на земята при приблизително същата локална слънчева време [4]. такова движение на спътника е синхронизирано с движението на терминатора на земната повърхност - за сметка на спътника може да лети винаги над запали границата и свети слънце територията, или винаги осветена зона, или обратното заместник - винаги през нощта, с леки условия, когато продължителността на едно и също точка на Земята винаги е един и същ. За постигането на тази цел, трябва да се придвижи напред по орбита в посока, обратна на въртенето на Земята (т.е. на изток) на 360 ° на година, за да компенсира въртенето на Земята около Слънцето. Тези условия са изпълнени само за определен кръг от орбита надморска височина и наклон - обикновено височина от 600-800 км и наклон "и" трябва да бъде около 98 °, т.е. Слънцето Си-синхронен орбити са обратно движение (вж. Фиг. 6). С увеличаване на височината на полета на сателитна наклона на трябва да се увеличи, поради което тя няма да летят над полярните региони. Обикновено слънце синхронна орбита почти кръгла, но може да бъде значително по елиптична.
Като цяло, необходимо за СВС слънчевата-синхронен наклон орбита може да се изчисли по формулата [20]:
където "е" - ексцентричността на спътниковата орбита, "а" - полуос сателитна орбита в километри (А = Н + RG "з." - перигей разстояние до повърхността на Земята, "RG" = 6371 km - радиус на Земята) ,
Фиг. 7 показва графика на необходимия наклон на орбитата на сателита, така че да heliosynchronous - за различните стойности на ексцентричност "е" и перигей височина "Н" сателити над Земята.
Фиг. 7. изисква наклон за сателитна орбита слънцето синхронна орбита в зависимост от перигей разстояние "H" на повърхността на земята; "Е" - ексцентричността на орбитата на спътника.
Поради влиянието на смущения сателитна постепенно излиза от синхронизация, във връзка с които тя периодично се нуждае от своята орбита корекция с помощта на мотори.
т.2. Класификация на сателитни орбити по големина голяма полуос
Втората класификация - на базата на оста на полу-голямо и по-точно, а височината над земната повърхност.
Ниска орбита спътник (LEO)
Фиг. 8. ниска орбита сателит (и) и средно-His (б).
Medium-спътниково (MEO)
Геостационарни и геостационарна орбита спътници
Геостационарни спътници (GSS (САЩ), или "GSO" - .. От английски "G Eos ynchronous О rbit") се считат сателити с орбитален период на равни звездни (звезден) дни - 23 часа 56 m и 4.09. Ако наклонът на "I" нула орбита, такива орбити се наричат геостационарна (вж. Фиг. 9а). Геостационарни спътници летят на височина от 35,786 км над земната повърхност. [9] защото техния период на лечение, съвпада с период на въртене на Земята около оста й, тези сателитни "виси" на едно място в небето (вж. фиг. 10). Ако наклонът на "аз" не е равно на нула, тези спътници се наричат геосинхронни (вж. Фиг. 9б). В действителност, много от геостационарни спътници имат лек наклон и склонни към смущения от луната и слънцето, във връзка с които те описват фигурите в небето под формата на "осмици", удължени в посока север-юг.
Фиг. Геостационарна 9. (а) и геостационарна (б) сателит.
Ако говорим за формата на траекторията на GHS, тя се определя от наклона на наклона на "аз", ексцентричност "е" и аргументът на перигей "Wp сателитна орбита (вж. Фиг. 11). Ако ексцентричност и наклона на орбитата на нула, сателитна подточка е фиксиран и се очаква да конкретна точка от земната повърхност., когато не нулев ексцентричност и нулев наклон GSS "обръща" на повърхността на сегмента, движейки се от изток на запад и обратно, преминаване от нулева позиция за не повече от δLmax = 114.6 ° · д, т.е., на ексцентричност е = 0.01 преместване ще бъде не повече от 1.2 ° Ако ненулева наклон и нула ексцентричност на GSS "привлича" класически "Осем." - 2θ ъглово височина на фигури равни на удвоената стойност на наклона I на орбитата, максималната ширина се изчислява съгласно формулата δLmax 0.044 · и 2 (наклон "и" е разположен в степен мярка). в най-общия случай, не-нула "и" и "е" проследяване REG е "наклонена осем" на земната повърхност, ъгловата височина 2е = I, максималната широчина δLmax = 114,6 ° · е, освен това, "осем" се получава само в този случай, ако аргумента на перигей орбита "Wp" е от 0 ° и 180 °, в други SLE чайове е по-сложна фигура - нещо по средата овала и "осем".
Фиг. 11. Видове писти GSS върху земната повърхност, в зависимост от наклона "I", "е" на ексцентрицитета и аргумент на перигей орбита "Wp" [20].
Например, в анимация долу се компенсира GSS "SDS 3f2" (SCN: 26635). Анимация е изработен от 19 снимки, направени с помощта на обектива "Юпитер 36Б" (F = 250 mm, 1 / 3.5) и DSLR-камерата "Sony A200" (ISO 1600, 30 с експозицията), кадрите се отстраняват всеки 5 минути. Камерата е фиксиран.