Table of Contents
נטייה אורביטלית היא אחד הפרמטרים הבסיסיים המגדירים את הנתיב של לוויין מלאכותי סביב כדור הארץ.זה הזווית בין המטוס המקיפים של הלוויין לבין המטוס האקוטורי של כדור הארץ, נמדדת בדרגות.עבור מתכנני משימה ומפעילי לוויין, נטייה קובעת כי קווי הרוח של לוויין יכולים להתבונן, דפוס הכיסוי של החיישנים שלה, וכמות הדחף הנדרש להובלת קיבולת מרכזית או מסלול מהיר, היא רק שינוי משמעותי של מערכת חיים, ולא יעילה, כמו גם השפעה תפעולית, כמו גם יכולת הפעלה מהירה, היא יעילה, כמו גם השפעה תפעולית, היא יעילה, כמו גם השפעה יעילה של תפקוד מערכתית, כמו גם עלות, כמו גם עלות, כמו גם עלות מקצועית, כמו גם עלות מקצועית, כמו גם עלות, כמו גם עלות, יכולת הפעלה מהירה של תפקוד מערכת העצבים של תפקוד מערכת העצבים של תפקוד מערכת העצבים של תפקוד מערכת העצבים של תפקוד מערכת העצבים של תפקוד יעיל של תפקוד מערכת העצבים של אימונית, וכושר פעילות מקצועית, כמו גם השפעה יעילה, וכושר פעילות מקצועית, לא יעילה של לוויינים, וכושר פעילות גופנית, כמו גם עלות יעילה, ומערכת העצבים של מורכבות יעילה, כמו גם עלות יעילה של תפקוד יעיל של תפקוד מערכת העצבים של אימונים של אימונים של
מימון של Orbital Inclination
כל מסלול מוגדר על ידי שישה מרכיבים Keplerian: ציר חצי-בינוני, אקסצנטריות, נטייה, טיעון של perigee, התעלות נכונה של הצומת העולה, ו anomaly. Inclination הוא היסוד המשפיע ביותר על נטיות גיאוגרפיות (כיוון 0 °) נמצא בדיוק מעל קו המשווה; לוויין במסלול כזה תמיד יישאר מעל קו המשווה בין 90 מעלות צלזיוס ל- 0 מעלות (אופנים) ל- 0 מעלות צלזיוס (אובדומה ל- 0 מעלות) כ- 0 מעלות צלזיוס (אובדומה ל- 0 מעלות) כ- 0 מעלות צלזיוס) כ- 0 מעלות צלזיוס (מסלולים (מסלולים) כ- 0 מעלות צלזיוס) כ- 0 מעלות צלזיוס (מסלולים) כ- 0 מעלות צלזיוס) כ- 0 מעלות צלזיוס (מסלולאריכות מעל קו רוחב (מסלולארי) כ- 0 (מסלולים) אורכו של מעבר ל- 0 ° (מסלולים (מסלולים) כ- 0 ° CV2 (מסלולים) בין ⁇ (מכיוון של מעבר ל- 0 ° CV) כ- 0 ° CV2 (מסלולים) כ- 0 ° CV2 (בדומה ל- 0 °
מסלול הקרקע של לוויין - הדרך של נקודת תת-קרקעית על פני כדור הארץ - הוא השתקפות ישירה של נטייה.לדוגמה, לוויין במסלול הקוטבי (i ⁇ 90°) ישחק סדרה של קווי צפון-דרום-דרום-דרום-דרום-דרום, בהדרגה נע מערבה בשל הסיבוב של כדור הארץ. לוויין במסלול גיאוסטציונרי (i ⁇ 0) מופיע מעל 45 מעלות רוחב-אווירה, אך לא ניתן לצפות בטווח הארוך, אך לא פחות ממטר, בין הקווי הרוחי, אך לא פחות ממטר, אך בטווח הארוך, בין הנטואי, אך אינו יכול להגיע לאורכו של 45 קווי רוחבואנטים אלה.
יש לעשות אזכור מיוחד של (FLT:0 מקיפים את מסלול ה-Sun-synchronous של 1:1, סוג של מסלול הקוטב שבו המטוס המקיפים בדיוק באותה קצב כמו כדור הארץ מקיף את השמש.זה שומר את הזמן הסולארי המקומי בנקודת המשנה של הלוויין כמעט קבוע - חיוני למשימות תצפית כדור הארץ הדורשות תנאי תאורה עקביים.
תפקיד השינויים ב-Commission Planning
מפעילי לוויין לעתים רחוקות משיקים לוויין ישירות אל מסלול התפעולי הסופי שלו.לעתים קרובות יותר, משגר מכניס את החללית למסלול ראשוני, והלוויין משתמש בהנעה משלו כדי להגיע לנטייה הרצויה, גובה ו אקסצנטריות.שינוי הוא מתמרן דלק, אבל הוא מציע תגמולים משמעותיים: כיסוי אופטימלי, חיי משימה ארוכים יותר, ויכולת להצטרף לקונסטלציה קיימים מתוכננים בשלב מוקדם של משימות, אך עשוי גם להיות מתואם לטרכיחות לוויין מאוחר יותר, אך מאוחר יותר, אך עשוי להיות מסוגל להתאים את ההתנגשות מאוחר יותר, אך גם להתנגשות מאוחר יותר, אך גם להתנגשות.
(FLT:0Coverage OptimizationFLT:1) הוא נהג ראשי. לוויין תקשורת המיועד לאזור מסוים ניתן להציב במסלול גיאונכרוני נוטה לשפר את זוויתיות הגבהים לתחנות קרקע בקווי הרוחב מרוחקים.
(FLT:0)Constellation פריסת FLT:1 מציג בעיה מורכבת יותר.כאשר רכב שיגור נושא לווינים מרובים - כפי שנראה עם Starlink של SpaceX, OneWeb, ו- Iridium Next - כל לוויין חייב להיות פרוס לתוך מטוס מסלול מסוים ולאחר מכן להפיץ לתוך התאמות נפרדות באמצעות שינויים נטיות.
(FLT:0Rescue and Mission הרחבה של ה-FLT:103) גם מסתמכים על שינויים בנטיות.אם לוויין משוגר למסלול לא נכון בשל ביצועים גבוהים, בקרים הקרקעיים יכולים לבצע שינוי מטוס כדי להציל את המשימה.אם שיגור לוויין 6 משנת 1999 נפל קצר מהכיוון הגיאוגרפי המיועד שלו, אך סדרה של נטיות ותיקוני גובה שמוקמו לתוך מסלול שימושי, אשר חסכון משמעותי של משימה גיאוסטרומטרי, אשר היה קצר של משימה משמעותית של .
דרישות דלתא-V לשינויים במטוס
האנרגיה הנדרשת לשינוי נטייה נשלטת על ידי חוק הקונסינים להוספת וקטור.עבור שינוי מטוס פשוט בצומת (שם המסלול חוצה את קו המשווה), ה- delta-v הנדרש ניתן על ידי:
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) ,VirveFLT:1) הוא המהירות המקיפה בנקודה המתמרן ו ⁇ phaph:2icioFLT 3: הוא השינוי בנטייה.מערכת יחסים זו מראה כי דלה-v הוא פרופורציונלי למהירות - כלומר שינויים במטוס מבוצעים ביעילות במהירות נמוכה של מסלול כדור הארץ (LE) עם מהירות של 7.8 / 0 ק"מ בלבד, כלומר, 1 ° CV) של מעבר ל- 1 / 1 / 1 מעלות צלזיוס, דורש שינויים במהירות נמוכה יותר.
מעצבי המשימה בוחרים נטיות שיגור קרוב לערך הרצוי הסופי.עבור לווייני גיאוסטרציה, משיקים מאתרים ליד-equatorial (כמו Kourou בגואנה הצרפתית או Cape Canaveral) מספקים נטיות ראשוניות קרוב לקווי הרוחב של אתר ההשקה (5° ו- 28.5 מעלות בהתאמה), מצמצם את שינוי המטוס הדרוש.עבור משימות הקוטב, משיקים באתרי אינטרנט גבוהים יותר (כמו Vandtitudededernbenberg) הם רק ב- 34 ° CRT).
שיטות לשינוי Orbital Inclination
ישנם שלושה קטגוריות רחבות של שינויים בנטיות: שינויים במטוסים אינטגרטיביים, תמרונים של כוח הכבידה, ושינויים לא-אימפריאליים נמוכים.לכל אחד יש יתרונות ומסחריים במונחים של מסה, זמן ודיוק.
שינויים במטוס
רוב השינויים בנטיות מבוצעים באמצעות נדחפים כימיים שאש בנקודות ספציפיות במסלול.התמרון מבוצע בדרך כלל ביצור העולה או יורד, שבו המטוס המקיפים את המשווה.פירינג.פירינג דחף בכיוון הצב אל המטוס המקיפים את המטוס מבלי להשפיע על גודלו של מסלול מסלולו או באופן משמעותי.
מערכות הנעה חשמלית – כמו מנועי הול-אפקט - מציעות גישה אחרת.דחפורים אלה מספקים דחף ספציפי מאוד (Isp) אבל דחף נמוך מאוד, הדורש מעברים רבים דרך הצומת כדי לצבור את הצורך דלה-v. זה מה שנקרא "FLT:0low-thrust ChangeFLT:1" להפיץ את התמרון במשך שבועות או חודשים, בעוד שכמעט כל זה יכול להיות מפגין יותר מאשר לטווח ארוך של 7 חודשים, 000 זה יכול להיות מהפך לשחית, כמו תותחים, 000 גדול יותר מאשר תותחים, 000.
« « « אנרכיסט
עבור חללית בין כוכבי הלכת, הכבידה מסייעת מטסבי פלנטרית יכול לשנות באופן דרמטי את הנטייה ללא דחף בוער. חללית מתקרבת לכוכב גדול מצפון, למשל, ניתן להפליג למסלול נוטה יותר יחסית לשמש.המשימה הסולארית של סוכנות החלל האירופית אורביטר המשמשת מספר רב של ונוס על מנת להעלות את הנטייה שלה ליותר מ -30 מעלות יחסית למאור השמש, ומאפשרת להתבוננות בחשיכה מדויקת של השמש, אך היא משתמשת גם לאחר שטסיבה של נאס"א.
למרות שסיועי הכבידה נפוצים פחות עבור לווייני כדור הארץ, הירח יכול לשמש לשינויים בנטיות.משימה של ARTEMIS (חלק מה-MIS) ממנפיקה מספר רב של זבובים ירחיים כדי להעביר מהמסלול הארצי אל נקודות Lagrangian, המוכיח שאפילו גוף שמימי קטן יכול לשנות את מטוס הסבב של כדור הארץ העתידי.
אווירורינג ו Aerocapture
עבור לווינים עם מספיק הגנה תרמית ושליטה, העובר דרך האווירה העליונה יכול לספק שינוי בנטייה ללא דחף. Aerobraking שימש בהצלחה במאדים (Mars Global Surveyor, Mars Reconnaisance Orbiter) כדי לעגל מסלולים ולתאם את המטוס.עבור כדור הארץ, תמרוני כניסה אטמוספריים נחקרו עבור התאמות, אבל הסיכון והמורכבות הם גבוהים כיום עבור לוויינים לא בטוח, אבל עדיין לא בטוח, אבל עדיין בשימוש עבור לוויינים תפעוליים.
אתגרים ושיקולים בניהול של lination
שינוי נטייה למסלולית הוא לעולם לא טריוויאלי.האתגר המיידי ביותר הוא עלות גבוהה של דחף גבוה.עבור לוויין רגיל של LEO עם מסה של 1000 ק"ג שיגור 1000 ק"ג, שינוי מטוס של 5 מעלות יכול לדרוש 100-150 ק"ג של דלק, המייצג חלק משמעותי של תקציב ההנעה הכולל.זה מגביל ישירות את משימת המטענים או חיי החיים.מהנדסים לעתים קרובות להתמודד עם עסקאות: להשתמש בהשקה גבוהה יותר כדי לחסוך דלק אבל הקרבה, או להשקה, או להשקה מהירה יותר, או במהירות נמוכה יותר, או לכיסוי דלק.
(FLT:0) הסיכון לקביעת קונסולת:1 גם עולה במהלך תמרונים שינוי המטוס.כ לוויין משנה את המטוס המקיפים שלו, הוא עובר דרך להקות בגובה שונים ועשוי לחצות את הנתיבים של חלליות אחרות.שלב את התרגילים האלה עם מערכות ניהול תנועה בחלל הוא חיוני, במיוחד ב- LEO. המספר ההולך וגדל של לווייניים פעילים והריסות הופך שינויים לא מתוכננים במיוחד.
יש לשקול שינוי מטוס ביחס לשמש, שינוי כמות של תאורה לוח השמש ואת האיזון התרמי של החללית.עבור משימות שמבוססות על מערך סולארי קבוע, שינוי נטייה עשוי לדרוש סיבוב של החללית כולה, חשיפת מכשירים רגישים לטמפרטורות קיצוניות.
שינויים במטוס נמוך-הרוסטים דורשים ניטור רציף ותיקונים קטנים תכופים.התוואי של הלוויין חייב להיות נקבע בדיוק, ואת הדחף חייב להיות נשלט במדויק.מערכות בקרת מסלול אוטומטית הופכות נפוצות, אבל פלח הקרקע עדיין ממלא תפקיד קריטי בקביעת תמרונים.
לבסוף, (FLT:0) שיקולים רגולטוריים של קונסולת 1 (FLT:1) באים למשחק.איגוד התקשורת הבינלאומי (ITU) דורש לווייני גאוסטציה כדי לשמור על חריצים המקיפים שלהם בתוך געגועים נוקשים ומגבלות נטיות.לאחר שלוויינים מגיעים לסוף החיים, יש לעבור למסלול חצר קבר, אשר לעתים קרובות כרוך שינוי סופי כדי לציית להנחיות סטיות.
מחקרים: שינויים בפעולת
Iridium NEXT Constellation
קבוצת Iridium NEXT פועלת 66 לוויינים מבצעיים בשש מטוסים מסלוליים בנטייה של 86.4 מעלות וגובה 780 ק"מ.הבחירה של 86.4 מעלות (לא בדיוק 90 מעלות) הייתה מכוונת: היא מספקת כיסוי חפיפה ליד הקטבים, תוך מתן ללוויינים להשתמש בפרופיל שיגור משותף.
גלילאו ניווט
מערכת ניווט לווייני גלילאו של אירופה משתמשת כדור הארץ בינוני אוביט (MEO) בגובה 23,222 ק"מ עם נטייה של 56 מעלות. נטייה גבוהה זו נבחרה לספק כיסוי בקווי רוחב גבוהים, בניגוד למערכת ה- GPS של ארה"ב (שמשתמשים 55 מעלות) במהלך שיגורי הלוויין הראשונים גלילאו, סויוז העליונה בשלב זה הציב כמה לווייניים לתוך מסלולים מחוץ לקרקע.
Planet Labs Dove Satellites
Planet Labs מפעילה מאות טבורי כדור הארץ במסלול נמוך כדי לצלם את כל הפלנטה מדי יום.הקונסטלציה שלהם משתמשת בתערובת של מסלולים סינכרוניים לשמש (inclination -98 °) ומסילות של הפחתה נמוכה (2) כדי לספק כיסוי חוזר בזמנים שונים של הגבלת זמן של הגבלת זמן (ISS), אשר מסלולים של 51.6 מעלות, קוביות פלנטריות היו משחררים לכדי יכולת טיפול פיזית זו, אך ורק כדי לבצע שינויים הרצויים של לוח זמנים של כדור הארץ.
טכנולוגיות ומגמות עתידיות
(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) בצד התכנון של המשימה, (FLT:0) אינטליגנציה מלאכותית של קונסולת 1) משמש לייעל את השינויים בתנוחת שתן בזמן אמת, תוך שיבושים, מניעת התנגשות ומגבלות כוח. ESA's (FLT:2 Advanceded Orbit AutomationFLT) תוכנית פיתוח אלגוריתמים שיכולים ליישר את הרצף השינוי היעיל ביותר לדלק, המאפשרים יותר משימות לוויין קטנות יותר.
לבסוף, (FLT:0) כלי שיגור שניתן יהיה להחזיר את רכבי השיגור 1 (FLT:1) עשויים להפחית את עלות השינויים בנטייה על ידי כך שיאפשרו השקות תכופות יותר למסלולים מותאמים.אם רקטה יכולה לחזור לאתר ההשקה שלה לאחר פריסת מטען במגמה אופטימלית, הלוויין עשוי לדרוש פחות תיקונים.אפקט נטו הוא גישה גמישה ויעילה יותר להשגת הגיאומטריה המושלמת.
מסקנה
נטייה אורביטלית היא אחד הפרמטרים החשובים ביותר אך לעתים קרובות להתעלם ממשימות לוויין.זה שולט באזורי הכיסוי, זמני מילואים, קישורים תקשורת, ותקציבי מניעה. תכנון לשינויים - בין אם באמצעות בחירת שיגור, תמרונים אינטגרטיביים, או כוח הכבידה מסייע - דורש הבנה מעמיקה של מכניקה קוגניטיבית ומאזן זהירה של מטרות מתחרות.
(ב) [ה]ה']: [ה'] [ה']'[ה]' [ב]']'[ה']'[ה']'[ב]']'[ב]'[ה]']'[']'[ה']'[ה']'[ה']']'''''''''''''''''''']''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''