Ареостационарная орбита

Моделирование группировки из 4 спутников на ареостационарной орбите

Ареостационарная орбита , ареосинхронная экваториальная орбита ( AEO ) или геостационарная орбита Марса — это круговая ареосинхронная орбита ( ASO) высотой примерно 17 032 км (10 583 мили) над экватором Марса и следующая направлению вращения Марса.

Объект на такой орбите имеет период обращения, равный периоду вращения Марса, поэтому наземным наблюдателям он кажется неподвижным в фиксированном положении на небе. Это марсианский аналог геостационарной орбиты (GEO). Приставка арео- происходит от Ареса , древнегреческого бога войны и аналога римского бога Марса , с которым отождествлялась планета.

Хотя это позволило бы обеспечить непрерывную связь и наблюдение за поверхностью Марса, на эту орбиту не было выведено ни одного искусственного спутника из-за технической сложности его создания и поддержания. ^[1]^[2]

Характеристики

Радиус ареостационарной орбиты можно рассчитать с помощью третьего закона Кеплера .

$T^{2}={2\pi \over {\sqrt {GM}}}*a^{3 \over 2}$ ^[3]

Где:


Переменная	Определение	Ценить
Т	Период вращения	88 642 секунды
Г	Гравитационная постоянная	6.674×10 ⁻¹¹ N⋅m ²/кг ²
М	Масса центрального объекта	6.4171×10 ²³ кг
а	Большая полуось	20 428 км

Замена M на массу Марса, а T на марсианские звездные сутки и определение большой полуоси дает радиус синхронной орбиты 20 428 км (12 693 мили) над поверхностью марсианского экватора. ^[4]^[5]^[6] Вычитание радиуса Марса дает высоту орбиты 17 032 км (10 583 мили).

Существуют две устойчивые долготы — 17,92° з.д. и 167,83° в.д. Спутники, расположенные на любой другой долготе, со временем будут иметь тенденцию смещаться к этой стабильной долготе. ^[6]^[7]

Технико-экономическое обоснование

Несколько факторов делают вывод космического корабля на ареостационарную орбиту более сложным, чем на геостационарную орбиту. Марса Поскольку ареостационарная орбита находится между двумя естественными спутниками , Фобосом ( большая полуось : 9376 км) и Деймосом (большая полуось: 23463 км), любые спутники на орбите будут страдать от увеличения затрат на содержание орбитальной станции из-за нежелательного орбитального резонанса. эффекты. Гравитация Марса также гораздо менее сферическая, чем земная, из-за неравномерного вулканизма (т.е. горы Олимпа ). Это создает дополнительные гравитационные возмущения, которых нет на Земле, что еще больше дестабилизирует орбиту. Также присутствуют давление солнечной радиации и возмущения, вызванные Солнцем, как и в случае с земной геостационарной орбитой. На самом деле вывод спутника на такую орбиту еще более осложняется расстоянием от Земли и связанными с этим проблемами, с которыми сталкивается любая попытка миссии на Марс . ^[2]^[7]^[8]

Использование

Спутники на ареостационарной орбите позволят передавать большие объемы данных с поверхности Марса проще, чем с помощью нынешних методов. Спутники на орбите также были бы идеально полезны для мониторинга марсианской погоды и составления карт марсианской поверхности. ^[9]

В начале 2000-х годов НАСА исследовало возможность размещения спутников связи на ареоцентрической орбите в рамках сети связи Марса. Согласно концепции, ареостационарный спутник-ретранслятор будет передавать данные от сети спускаемых аппаратов и спутников меньшего размера на нижних марсианских орбитах обратно на Землю. ^[10]^[11]

См. также

Ссылки

^ Лэй, Н.; К. Читам; Х. Моджаради; Дж. Нил (15 ноября 2001 г.). «Разработка технологий маломощных приемопередатчиков для приложений связи на месте» (PDF) . Отчет IPN о ходе работы 42-147 . 42 (147): 22. Бибкод : 2001ИПНПР.147А...1Л . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 9 февраля 2012 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Ромеро, П.; Паблос, Б.; Бардерас, Г. (01 июля 2017 г.). «Анализ определения орбиты по данным наземного слежения за спутниками-ретрансляторами на возмущенной ареостационарной орбите» . Акта Астронавтика . 136 : 434–442. Бибкод : 2017AcAau.136..434R . дои : 10.1016/j.actaastro.2017.04.002 . ISSN 0094-5765 .
^ Бейт, Роджер; Мюллер, Дональд; Уайт, Джерри (январь 1971 г.). Основы астродинамики (1-е изд.). Нью-Йорк: Дувр . п. 33. ISBN 978-0-486-60061-1 .
^ Лоддерс, Катарина ; Фегли, Брюс (1998). Спутник планетолога. Издательство Оксфордского университета. п. 190. ISBN 0-19-511694-1 .
^ Вертц, Джеймс; Эверетт, Дэвид; Пушелл, Джеффри (2018). Разработка космических миссий: новый SMAD . Торранс, Калифорния: Microcosm Press. п. 220. ИСБН 978-1-881-883-15-9 .
^ Перейти обратно: ^а ^б «Сохранение местоположения на орбите Марса» . www.planetary.org . Проверено 21 ноября 2017 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Сильва, Хуан; Ромеро, Пилар (октябрь 2013 г.). «Определение оптимальных долгот для удержания станций ареостационарных спутников» . Планетарная и космическая наука . 87 : 14–18. Бибкод : 2013P&SS...87...14S . дои : 10.1016/j.pss.2012.11.013 . ISSN 0032-0633 . Проверено 30 декабря 2023 г. - через Elsevier Science Direct.
^ Лакдавалла, Эмили (27 июня 2013 г.). «Сохранение местоположения на орбите Марса» . Планетарное общество . Проверено 31 декабря 2023 г.
^ Монтабоне, Лука; Николас, Небеса (15 июля 2020 г.), «ПРЕИМУЩЕСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ НАБЛЮДЕНИЯ МАРСА С АРЕОСТАЦИОНАРНОЙ ОРБИТЫ» (PDF) , Planetary Science and Decadal Survey 2023-2032
^ Бхасин, Кул; Хайден, Джефф; Агре, Джонатан; Клэр, Лорен; Ян, Цун-Йи (сентябрь 2001 г.). Передовые коммуникационные и сетевые технологии для исследования Марса (PDF) . 19-я Международная конференция по спутниковым системам связи . Проверено 10 января 2024 г. {{cite conference}}: CS1 maint: дата и год ( ссылка )
^ Хаструп, РЦ; Белл, диджей; Чезароне, Р.Дж. (2003). «Марсианская сеть для недорогих миссий» (PDF) . Акта Астронавтика . 52 (2–6): 227–235. Бибкод : 2003AcAau..52..227H . doi : 10.1016/S0094-5765(02)00161-3 – через Elsevier Science Direct.

Внешние ссылки

Mars Network - Marsats - исторический сайт НАСА, посвященный предлагаемой коммуникационной инфраструктуре для исследования Марса.
Доступная полоса пропускания от ареостационарного спутника

Эта Марса космическому кораблю или спутнику статья, посвященная , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[jpl20011115-1] Лэй, Н.; К. Читам; Х. Моджаради; Дж. Нил (15 ноября 2001 г.). «Разработка технологий маломощных приемопередатчиков для приложений связи на месте» (PDF) . Отчет IPN о ходе работы 42-147 . 42 (147): 22. Бибкод : 2001ИПНПР.147А...1Л . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 9 февраля 2012 г.

[:1-2] Перейти обратно: ^а ^б Ромеро, П.; Паблос, Б.; Бардерас, Г. (01 июля 2017 г.). «Анализ определения орбиты по данным наземного слежения за спутниками-ретрансляторами на возмущенной ареостационарной орбите» . Акта Астронавтика . 136 : 434–442. Бибкод : 2017AcAau.136..434R . дои : 10.1016/j.actaastro.2017.04.002 . ISSN 0094-5765 .

[3] Бейт, Роджер; Мюллер, Дональд; Уайт, Джерри (январь 1971 г.). Основы астродинамики (1-е изд.). Нью-Йорк: Дувр . п. 33. ISBN 978-0-486-60061-1 .

[4] Лоддерс, Катарина ; Фегли, Брюс (1998). Спутник планетолога. Издательство Оксфордского университета. п. 190. ISBN 0-19-511694-1 .

[5] Вертц, Джеймс; Эверетт, Дэвид; Пушелл, Джеффри (2018). Разработка космических миссий: новый SMAD . Торранс, Калифорния: Microcosm Press. п. 220. ИСБН 978-1-881-883-15-9 .

[:2-6] Перейти обратно: ^а ^б «Сохранение местоположения на орбите Марса» . www.planetary.org . Проверено 21 ноября 2017 г.

[:0-7] Перейти обратно: ^а ^б Сильва, Хуан; Ромеро, Пилар (октябрь 2013 г.). «Определение оптимальных долгот для удержания станций ареостационарных спутников» . Планетарная и космическая наука . 87 : 14–18. Бибкод : 2013P&SS...87...14S . дои : 10.1016/j.pss.2012.11.013 . ISSN 0032-0633 . Проверено 30 декабря 2023 г. - через Elsevier Science Direct.

[8] Лакдавалла, Эмили (27 июня 2013 г.). «Сохранение местоположения на орбите Марса» . Планетарное общество . Проверено 31 декабря 2023 г.

[9] Монтабоне, Лука; Николас, Небеса (15 июля 2020 г.), «ПРЕИМУЩЕСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ НАБЛЮДЕНИЯ МАРСА С АРЕОСТАЦИОНАРНОЙ ОРБИТЫ» (PDF) , Planetary Science and Decadal Survey 2023-2032

[10] Бхасин, Кул; Хайден, Джефф; Агре, Джонатан; Клэр, Лорен; Ян, Цун-Йи (сентябрь 2001 г.). Передовые коммуникационные и сетевые технологии для исследования Марса (PDF) . 19-я Международная конференция по спутниковым системам связи . Проверено 10 января 2024 г. {{cite conference}}: CS1 maint: дата и год ( ссылка )

[11] Хаструп, РЦ; Белл, диджей; Чезароне, Р.Дж. (2003). «Марсианская сеть для недорогих миссий» (PDF) . Акта Астронавтика . 52 (2–6): 227–235. Бибкод : 2003AcAau..52..227H . doi : 10.1016/S0094-5765(02)00161-3 – через Elsevier Science Direct.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]