Geotransferová dráha

Geotransferová dráha ( GTO ) - dráha , která je přechodná mezi nízkou referenční dráhou (LEO; výška cca 200 km ) a geostacionární dráhou (GSO; 35 786 km ) . Na rozdíl od LEO a GEO , které jsou v první aproximaci kruhové, je přenosová dráha vysoce protáhlou eliptickou trajektorií kosmické lodi , jejíž perigeum leží ve vzdálenosti LEO od Země a apogeum ve vzdálenosti GEO . ( Hohmannova trajektorie ).

Dokončení startu kosmické lodi do GSO nastane, když dosáhne svého apogea při pohybu po geotransferové dráze. V tomto okamžiku urychlovací jednotka informuje přístroj o urychlovacím impulsu, který změní jeho eliptický pohyb na kruhový s dobou oběhu kolem Země rovnou jednomu dni .

Inferenční technika

Geostacionární dráha implikuje orbitální sklon nula, což znamená, že oběžná dráha je přesně nad rovníkem . Stávající kosmodromy se však nenacházejí na rovníku a přímý start je možný na oběžnou dráhu s minimálním sklonem rovným zeměpisné šířce kosmodromu. To znamenalo, že bylo potřeba alespoň dvoupulzní přiblížení ke GEO: zaprvé k dosažení požadované charakteristické rychlosti pro dosažení apogea ve výšce GEO a podruhé v bodě průsečíku trajektorie s GSO k vytvoření kruhová dráha a změna sklonu. Historicky se tak stalo, že u geostacionárních družic byl druhý impuls dán samotným pohonným systémem družice a úkolem nosné rakety bylo pouze vytvoření eliptické přenosové dráhy. Tento přístup kromě energetického zisku umožnil nebát se o znečištění vesmíru posledním stupněm rakety. Kvůli nízkému perigeu poměrně rychle shořel v atmosféře . Výstup se dvěma impulsy také umožňoval použití levných spolehlivých jednočinných motorů na každém stupni. Schéma odvození přes GPO není jediné možné a ne vždy nejoptimálnější, ale přesto se stalo oblíbenou charakteristikou schopností nosných raket. Eliptická dráha se nazývala geotransitional dráha.

Parametry geotransferové dráhy určuje místo startu. Kosmodrom Canaveral má zeměpisnou šířku 28,5 stupně, což vyžadovalo impuls ~1800 m/s pro přechod z GPO do GSO. Kosmodrom Kourou se svou zeměpisnou šířkou 7 stupňů vyžaduje přechodovou hybnost ~1500 m/s. Kosmodrom Sea Launch startuje z rovníku a jeho GPO nevyžaduje korekci sklonu, což dává přechodovou hybnost ~1477 m/s. GPO čínských a japonských kosmodromů jsou podobné jako na Canaveralu. [1] [2]

Vysoká zeměpisná šířka kosmodromů SSSR vyžadovala mnohem větší impulsy pro konečný výstup na GEO (více než 2400 m/s). V době, kdy sovětské nosiče vstoupily na trh komerčních startů, se návrhy západních geostacionárních družic již ustálily, pokud jde o požadovaný booster boost. Sovětské rakety proto potřebovaly přídavný stupeň, nazývaný horní stupeň, který by odstranil zátěž takovým způsobem, aby se snížil impuls formace GEO požadovaný z družice na západní standardy 1500..1800 m/s. Je jasné, že zde již nelze hovořit o GPO v původním smyslu, ale pouze o charakteristice nosnosti nosné rakety.

Na moderním trhu odpalovacích služeb jsou jako nejpoužívanější GPO mlčky přijímány 2 standardy, GPO-1500 m/s a GPO-1800 m/s. Údaje o chybějící charakteristické rychlosti pro dosažení GSO musí být kompenzovány cílovou kosmickou lodí, což přímo ovlivňuje životnost kosmické lodi (zásoba paliva na stanici pro udržení pozice ve vesmíru). Vypuštění na oběžnou dráhu pro GPO-1500 je dražší než pro GPO-1800. Pokud například nosná raketa Proton-M vynese na oběžnou dráhu pro GPO-1500 hmotnost 6300 kg, pak pro GPO-1800 bude hodnota hmotnosti 7100 kg.

Použití

GPO se používá pro výzkumné satelity, jako je Spektr-R , dále pro telekomunikační satelity a přenos multimediálních dat. Protáhlá elipsoidní dráha dává nad určitým územím dlouhou dobu, apogeum se vybírá na základě doby, za kterou signál doputuje k satelitu a zpět, u telekomunikačních satelitů obvykle nepřesahuje 40 tisíc km, u Spektr-R satelit, apogeum je 340 tisíc km, to se provádí pro získání snímků s vysokým rozlišením pomocí metody syntézy radarové apertury .

Pro nepřetržité pokrytí Země družicovými signály jsou zapotřebí minimálně 3 družice vypouštěné s oběžným intervalem 8 hodin.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Geotransferová dráha . Získáno 22. března 2016. Archivováno z originálu 14. dubna 2016.
  2. ↑ Novinky o Angaře při startu moře – proč je to důležité? „Populární věda o vesmíru a astronomii“ . Získáno 7. července 2020. Archivováno z originálu dne 21. září 2020.
 Orbity