Орбита кладбища

Орбита кладбища , также называемая орбитой мусора или орбитой захоронения , представляет собой орбиту , которая находится вдали от обычных рабочих орбит. Одна из важных орбит-кладбищ — это суперсинхронная орбита, значительно превосходящая геостационарную орбиту . Некоторые спутники переводятся на такие орбиты в конце срока их эксплуатации, чтобы уменьшить вероятность столкновения с действующими космическими аппаратами и образования космического мусора .

Обзор

Орбита кладбища используется, когда изменение скорости, необходимое для выполнения маневра схода с орбиты, слишком велико. Для схода с орбиты геостационарного спутника требуется дельта-v около 1500 метров в секунду (4900 футов/с), тогда как для вывода его на орбиту кладбища требуется всего около 11 метров в секунду (36 футов/с). ^[1]

Для спутников на геостационарной и геостационарной орбитах орбита-кладбище находится на несколько сотен километров дальше рабочей орбиты. Для перевода на орбиту-кладбище за пределами геостационарной орбиты требуется столько же топлива, сколько необходимо спутнику примерно на три месяца пребывания на своем месте . Это также требует надежного управления ориентацией во время маневра перехода. Хотя большинство спутниковых операторов планируют выполнить такой маневр в конце срока службы своих спутников, до 2005 года это удалось лишь примерно одной трети. ^[2] Учитывая экономическую ценность позиций на геосинхронной высоте, если этому не препятствует преждевременный отказ космического корабля, спутники перед выводом из эксплуатации перемещаются на орбиту кладбища. ^[3]^[4]

По данным Межагентского координационного комитета по космическому мусору (IADC). ^[5] минимальная перигея высота $\Delta {H}\,$ за пределами геостационарной орбиты находится:

\Delta {H}=235{\mbox{ km}}+\left(1000C_{R}{\frac {A}{m}}\right){\mbox{ km}}

где $C_{R}\,$ - коэффициент давления солнечной радиации и ${\frac {A}{m}}\,$ - площадь аспекта [м ²] к массе [кг] спутника. Эта формула включает около 200 км для зоны, защищенной ГСО, что также позволяет осуществлять орбитальные маневры на ГСО без вмешательства в орбиту кладбища. Еще 35 километров (22 мили) должны быть допущены к воздействию гравитационных возмущений (в первую очередь солнечных и лунных). Оставшаяся часть уравнения учитывает влияние давления солнечной радиации , которое зависит от физических параметров спутника.

Чтобы получить лицензию на предоставление телекоммуникационных услуг в Соединенных Штатах, Федеральная комиссия по связи (FCC) требует, чтобы все геостационарные спутники, запущенные после 18 марта 2002 года, взяли на себя обязательство перейти на орбиту кладбища в конце своего срока службы. ^[6] Постановления правительства США требуют усиления, $\Delta {H}$ , около 300 км (186 миль). ^[7] В 2023 году DISH получила первый в истории штраф от FCC за неспособность вывести с орбиты свой спутник EchoStar VII в соответствии с условиями лицензии. ^[8]

Космический корабль, переведенный на орбиту кладбища, обычно будет пассивирован .

Неуправляемые объекты на околоземной орбите (GEO) демонстрируют 53-летний цикл наклонения орбиты. ^[9] из-за взаимодействия наклона Земли с лунной орбитой. Наклонение орбиты изменяется ± 7,4°, со скоростью до 0,8° в год. ^[9]^: 3

Орбита удаления

В то время как стандартная орбита-кладбище геосинхронных спутников приводит к ожидаемому сроку службы в миллионы лет, растущее количество спутников, запуск микроспутников и одобрение FCC крупных мегагруппировок из тысяч спутников для запуска к 2022 году требуют новых подходов к выводу с орбиты обеспечить более раннее удаление объектов по истечении их срока службы. В отличие от орбит-кладбищ ГСО, для достижения которых требуется трехмесячный запас топлива ( дельта-V 11 м/с), крупные спутниковые сети на НОО требуют орбит, которые пассивно распадаются на атмосферу Земли. Например, и OneWeb , и SpaceX обязались перед регулирующими органами FCC , что выведенные из эксплуатации спутники перейдут на более низкую орбиту – орбиту захоронения спутника – где высота орбиты будет уменьшаться из-за сопротивления атмосферы , а затем естественным образом снова войдут в атмосферу и сгорят в течение одного часа. год конца жизни. ^[10]

См. также

Список орбит
SNAP-10A - спутник с ядерным реактором, остающийся на субсинхронной околоземной орбите длиной 700 морских миль (1300 км; 810 миль) в течение ожидаемых 4000 лет.
Кладбище космических кораблей в Тихом океане

Примечания

^ Орбитальные периоды и скорости рассчитываются по соотношениям 4π ²Р ³ = Т ²ГМ и Ви ²R = GM , где R — радиус орбиты в метрах; Т — орбитальный период в секундах; V – орбитальная скорость, м/с; G — гравитационная постоянная, примерно 6,673 × 10. ⁻¹¹ Нм ²/кг ²; M — масса Земли, примерно 5,98 × 10. ²⁴ кг (1,318 × 10 ²⁵ фунт).
^ Примерно в 8,6 раз, когда Луна находится ближе всего (т.е. ⁠ 363 104 км / 42 164 км ⁠ ) , в 9,6 раза, когда Луна находится дальше всего (т. е. ⁠ 405 696 км / 42 164 км ⁠ ) .

Ссылки

^ «Способ вывода на орбиту геостационарного космического корабля с двухрежимной двигательной установкой - Патент № 5651515 - PatentGenius» . Архивировано из оригинала 10 ноября 2013 г. Проверено 28 октября 2012 г.
^ «ЕКА – Борьба с космическим мусором: аргументы в пользу кодекса поведения» . www.esa.int .
^ Джен, Р.; Агапов В.; Эрнандес, К. (20 апреля 2005 г.). «Утилизация геостационарных спутников по окончании срока службы» . Материалы 4-й Европейской конференции по космическому мусору (ESA SP-587) . 587 . ESA/ESOC: 373. Бибкод : 2005ESASP.587..373J . Проверено 6 ноября 2022 г.
^ Джонсон, Николас (05 декабря 2011 г.). Ливингстон, Дэвид (ред.). «Трансляция 1666 (специальный выпуск) - Тема: Проблемы космического мусора» (подкаст). Космическое шоу . 1:03:05–1:06:20 . Проверено 5 января 2015 г.
^ «Отчет о деятельности МККМ по мерам по предотвращению образования космического мусора» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2 апреля 2015 г. Проверено 07 марта 2015 г.
^ «FCC вступает в дебаты по поводу орбитального мусора» . Space.com . Архивировано из оригинала 8 марта 2005 года.
^ «Стандартная практика правительства США по обращению с орбитальным мусором» (PDF) .
^ Шепардсон, Дэвид (2 октября 2023 г.). «DISH впервые в истории оштрафовал EchoStar-7 за космический мусор» . Рейтер . Проверено 3 октября 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б Андерсон, Пол; и др. (2015). Эксплуатационные аспекты динамики синхронизации мусора GEO (PDF) . 66-й Международный астронавтический конгресс . Иерусалим, Израиль. МАК-15,А6,7,3,х27478.
^ Бродкин, Джон (4 октября 2017 г.). «Широкополосные спутники SpaceX и OneWeb вызывают опасения по поводу космического мусора» . Арс Техника . Проверено 28 апреля 2019 г.

[1] Орбитальные периоды и скорости рассчитываются по соотношениям 4π ²Р ³ = Т ²ГМ и Ви ²R = GM , где R — радиус орбиты в метрах; Т — орбитальный период в секундах; V – орбитальная скорость, м/с; G — гравитационная постоянная, примерно 6,673 × 10. ⁻¹¹ Нм ²/кг ²; M — масса Земли, примерно 5,98 × 10. ²⁴ кг (1,318 × 10 ²⁵ фунт).

[2] Примерно в 8,6 раз, когда Луна находится ближе всего (т.е. ⁠ 363 104 км / 42 164 км ⁠ ) , в 9,6 раза, когда Луна находится дальше всего (т. е. ⁠ 405 696 км / 42 164 км ⁠ ) .

[3] «Способ вывода на орбиту геостационарного космического корабля с двухрежимной двигательной установкой - Патент № 5651515 - PatentGenius» . Архивировано из оригинала 10 ноября 2013 г. Проверено 28 октября 2012 г.

[4] «ЕКА – Борьба с космическим мусором: аргументы в пользу кодекса поведения» . www.esa.int .

[5] Джен, Р.; Агапов В.; Эрнандес, К. (20 апреля 2005 г.). «Утилизация геостационарных спутников по окончании срока службы» . Материалы 4-й Европейской конференции по космическому мусору (ESA SP-587) . 587 . ESA/ESOC: 373. Бибкод : 2005ESASP.587..373J . Проверено 6 ноября 2022 г.

[6] Джонсон, Николас (05 декабря 2011 г.). Ливингстон, Дэвид (ред.). «Трансляция 1666 (специальный выпуск) - Тема: Проблемы космического мусора» (подкаст). Космическое шоу . 1:03:05–1:06:20 . Проверено 5 января 2015 г.

[7] «Отчет о деятельности МККМ по мерам по предотвращению образования космического мусора» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2 апреля 2015 г. Проверено 07 марта 2015 г.

[8] «FCC вступает в дебаты по поводу орбитального мусора» . Space.com . Архивировано из оригинала 8 марта 2005 года.

[9] «Стандартная практика правительства США по обращению с орбитальным мусором» (PDF) .

[10] Шепардсон, Дэвид (2 октября 2023 г.). «DISH впервые в истории оштрафовал EchoStar-7 за космический мусор» . Рейтер . Проверено 3 октября 2023 г.

[Anderson2015-11] Jump up to: ^а ^б Андерсон, Пол; и др. (2015). Эксплуатационные аспекты динамики синхронизации мусора GEO (PDF) . 66-й Международный астронавтический конгресс . Иерусалим, Израиль. МАК-15,А6,7,3,х27478.

[ars20171004-12] Бродкин, Джон (4 октября 2017 г.). «Широкополосные спутники SpaceX и OneWeb вызывают опасения по поводу космического мусора» . Арс Техника . Проверено 28 апреля 2019 г.

[а]

[б]

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]