Geoöverföringsbana

Geotransfer omloppsbana ( GTO ) - en bana som är en övergångsbana mellan en låg referensbana (LEO; höjd ca 200 km ) och en geostationär bana (GSO; 35 786 km ) . Till skillnad från LEO och GEO , som är cirkulära i den första approximationen, är överföringsbanan en mycket långsträckt elliptisk bana för rymdfarkosten , vars perigeum ligger på avståndet från LEO från jorden och apogeum på avståndet från GEO ( Hohmann-banan ).

Fullbordandet av uppskjutningen av rymdfarkosten till GSO sker när den når sin apogee medan den rör sig längs geotransferbanan. I detta ögonblick informerar accelerationsenheten apparaten om en accelererande impuls, som förvandlar dess elliptiska rörelse till en cirkulär med en rotationsperiod runt jorden lika med en dag .

Inferensteknik

Geostationär omloppsbana innebär en orbital lutning på noll, vilket betyder att omloppsbanan är exakt ovanför ekvatorn . Befintliga rymdhamnar är dock inte belägna på ekvatorn och direkt uppskjutning är möjlig i omloppsbana med en minsta lutning som är lika med rymdhamns latitud. Detta betydde att åtminstone en två-puls närmande till GEO behövdes: för det första för att nå den erforderliga karakteristiska hastigheten för att nå apogeum på GEO-höjden, och andra gången vid skärningspunkten för banan med GSO för att bilda en cirkulär bana och ändra lutning. Det hände så historiskt att i geostationära satelliter gavs den andra impulsen av själva satellitens framdrivningssystem, och bärraketens uppgift var endast bildandet av en elliptisk överföringsbana. Detta tillvägagångssätt, utöver energivinsten, gjorde det möjligt att inte oroa sig för rymdföroreningar vid raketens sista skede. Den brann upp relativt snabbt i atmosfären på grund av dess låga perigeum . Utgången med två pulser möjliggjorde också användningen av billiga pålitliga enkelverkande motorer i varje steg. Slutledningsschemat genom GPO är inte det enda möjliga och inte alltid det mest optimala, men det har ändå blivit ett populärt kännetecken för bärraketers kapacitet. Den elliptiska omloppsbanan kallades den geotransitionella omloppsbanan.

Parametrarna för geoöverföringsbanan bestäms av uppskjutningsplatsen. Spaceport Canaveral har en latitud på 28,5 grader, vilket krävde en impuls på ~1800 m/s för att gå från GPO till GSO. Rymdhamnen Kourou med sin latitud på 7 grader kräver ett övergångsmomentum på ~1500 m/s. Sea Launch Cosmodrome lanseras från ekvatorn och dess GPO kräver ingen lutningskorrigering, vilket ger ett övergångsmomentum på ~1477 m/s. GPO:erna för de kinesiska och japanska rymdhamnarna liknar dem i Canaveral. [1] [2]

Den höga latituden för rymdhamnarna i Sovjetunionen krävde mycket större impulser för slutlig uppstigning till GEO (mer än 2400 m/s). När sovjetiska lufttrafikföretag kom in på marknaden för kommersiella uppskjutningar, hade designen av västerländska geostationära satelliter redan satt sig fast när det gäller den nödvändiga booster-boosten. Därför behövde de sovjetiska raketerna ett extra steg, kallat ett övre steg, som skulle ta bort belastningen på ett sådant sätt att GEO-bildningsimpulsen som krävs från satelliten minskade till västerländska standarder på 1500..1800 m/s. Det är tydligt att här är det inte längre möjligt att prata om GPO i dess ursprungliga mening, utan bara om egenskaperna hos bärraketens bärförmåga.

På den moderna marknaden för lanseringstjänster accepteras två standarder, GPO-1500 m/s och GPO-1800 m/s, tyst som de mest använda GPO:erna. Uppgifterna om avsaknaden av karakteristisk hastighet för att nå GSO måste kompenseras av målfarkosten, vilket direkt påverkar rymdfarkostens livslängd (bränsletillförsel vid stationen för att bibehålla position i rymden). Att sjösätta i omloppsbana för GPO-1500 är dyrare än för GPO-1800. Till exempel, om Proton-M bärraketen sätter i omloppsbana för GPO-1500 en massa på 6300 kg, då för GPO-1800 kommer massvärdet att vara 7100 kg.

Användning

GPO används för forskningssatelliter som Spektr-R , samt för telekommunikationssatelliter och multimediadataöverföring. En långsträckt ellipsoid omloppsbana ger lång tid över ett visst territorium, apogeum väljs baserat på den tid det tar för signalen att resa till satelliten och tillbaka, överstiger vanligtvis inte 40 tusen km för telekommunikationssatelliter, för Spektr-R satellit, apogee är 340 tusen km, detta görs för att erhålla högupplösta bilder med metoden för radarbländarsyntes .

För kontinuerlig täckning av jorden med satellitsignaler krävs minst 3 satelliter, uppskjutna med ett omloppsintervall på 8 timmar.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Geoöverföringsbana . Hämtad 22 mars 2016. Arkiverad från originalet 14 april 2016.
  2. ↑ Nyheter om lanseringen av Angara at Sea - varför är detta viktigt? "Populärvetenskap om rymden och astronomi" . Hämtad 7 juli 2020. Arkiverad från originalet 21 september 2020.
 Banor