Лекции Федосеевой Н.В. космическая метеорология / Классификация орбит

возможный диапазон мест, откуда можно начать следующий этап движения. Для пилотируемых космических полетов орбита ожидания даѐт возможность проверить работоспособность всех систем

до перехода к следующей критической стадии. Переходная орбита Переходная орбита - это траектория полѐта,

необходимая для того, чтобы сойти с орбиты ожидания

и перейти на геосинхронную орбиту. Идея использования эллиптической орбиты для перехода между двумя круговыми орбитами в одной плоскости, но с разными высотами, была изначально предложена немецким ученым Вальтером Гоманом в 1925 году. Орбитальный манѐвр для перехода включает в себя два импульса работы двигателя на разгон — для входа на гомановскую траекторию и для схода с неѐ. Первый импульс увеличивает скорость и энергию космического корабля, раскручивая его на большую эллиптическую орбиту с апогеем, лежащим на нужной итоговой орбите. Второй импульс происходит в апогее и ускоряет корабль еще раз, на этот раз расширяя новую орбиту до окружности. Это не вносит никаких изменений в плоскость орбиты.

Наклонение переходной орбиты — это угол между плоскостью орбиты космического аппарата и плоскостью экватора Земли, он определяется широтой местоположения стартовой площадки и азимутом пуска (направления). Для получения геостационарной орбиты наклонение и эксцентриситет должны быть равны нулю.

Орбита

захоронения

Орбита захоронения, также называемая мусорной орбитой или орбитой устранения,

— это надсинхронная орбита, которая находится существенно выше синхронной, и на которую космические аппараты специально помещаются в конце их срока эксплуатации. Такая орбита необходима для уменьшения возможности столкновений с действующими космическими аппаратами и появления дополнительного космического мусора (т. н. синдром Кесслера).

Орбита захоронения используется, когда скорость, требуемая для увода аппарата с орбиты, слишком высока. Спуск с орбиты геостационарного спутника требует изменения скорости примерно в 1500 метров в секунду, тогда как перемещение его на орбиту захоронения — около 11 метров в секунду.

Для спутников на геосинхронных орбитах орбита захоронения находится на несколько сотен километров выше. Переход на орбиту захоронения в таком случае требует столько же топлива, сколько требуется спутнику примерно на три месяца нахождения на рабочей орбите. Также для перехода необходим надѐжный контроль вращения в течение манѐвра. И хотя большинство спутниковых операторов стараются произвести этот манѐвр в конце срока службы аппарата, только в трети случаев это удаѐтся сделать.

Утренняя и вечерняя орбиты

Утренняя (вечерняя) орбита — это солнечно-синхронная орбита, для которой дневной переход экваториальной плоскости происходит по местному солнечному времени до 12:00 (после 12:00). Иллюстрация представляет утреннюю и вечернюю орбиты​​ над северным полушарием.

Солнечно-синхронная орбита

(иногда еѐ называют гелиосинхронной орбитой) –

это геоцентрическая орбита, которая сочетает высоту и наклон таким образом, что

объект на этой орбите поднимается или спускается через любую заданную широту Земли в одно и тоже местное солнечное время.

Солнечно-синхронная орбита пересекает экватор примерно в одно и то же местное время каждый день (и ночь). Эта орбита позволяет производить последовательные научные наблюдения под относительно одним и тем же углом между Солнцем и поверхностью Земли.

Время пересечения экватора

Эти иллюстрации показывают три последовательных орбиты солнечносинхронного спутника со временем пересечения экватора в 01:30. Более поздняя орбита спутника показана темно-красной линией, в то время как старые орбиты – линией более светлого оттенка.

Область, по которой спутник должен двигаться, чтобы оставаться на солнечно-синхронной орбите, очень узкая. Если спутник находится на высоте 100 километров, он должен иметь наклонение орбиты в 96 градусов, чтобы сохранить солнечно-синхронную орбиту. Любое отклонение высоты или наклонения выведут спутник с солнечно-синхронной орбиты. Из-за сопротивления атмосферы и воздействия притяжения Солнца и Луны, которые изменяют орбиту спутника, для удержания спутника на солнечно-синхронной орбите нужны регулярные подстройки.