Что подразумевается под «высокоэнергетической геостационарной орбитой»? (СпейсЭкс Арабсат 6А)

Другой ответчик находится на правильном пути. Я считаю, что описание « геостационарной орбиты высокой энергии» является ошибкой со стороны автора: ее следует называть «геостационарной переходной орбитой высокой энергии» ( далее GTO ).

Во-первых, позвольте мне подробно описать, как используется традиционная ГТО с наклонной стартовой площадки.

1. Ракета-носитель выведет спутник на переходную орбиту с апогеем геостационарной высоты ( 35 786 км ).

2. В апогее спутник выполнит горение, которое одновременно уменьшит наклонение до 0° и поднимет перигей до геостационарной высоты.

3. После этого комбинированного сжигания спутник находится на геостационарной орбите .

Причина, по которой маневры изменения наклона и подъема перигея объединены, заключается в простой тригонометрии — горение по диагонали требует меньше общей энергии для достижения той же конечной скорости (не только скорость, большое значение имеет направление!), чем горение в одну сторону, а затем горение перпендикулярно. это направление. Кроме того, это делается на геосинхронной высоте, потому что спутник движется там медленнее , чем на низкой высоте Земли. Таким образом, изменение направления не требует такого большого изменения скорости (дельта-V).

Falcon Heavy запустила Arabsat 6a на переходную орбиту с апогеем 90 000 км , что значительно выше геосинхронной высоты 35 786 км . На этой высоте он двигался очень, очень медленно, поэтому комбинированное изменение наклонения и подъем перигея потребовало от Arabsat даже меньше dV , чем если бы это произошло на GEO. Но Arabsat еще не был бы на геостационарной орбите. Ему нужно было выполнить еще один циклический всплеск в перигее, чтобы замедлить себя и снизить апогей с 90 мм до геостационарной высоты.

Этот вид «перелета» на более высокую орбиту не является переходной орбитой Гомана, это биэллиптический переход . Несмотря на то, что требуется три прожига (1: [пере]поднять апогей, 2: поднять перигей, 3: опустить апогей), а не только два гомана (1: поднять апогей, 2: поднять перигей) , для биэллиптических переходов может потребоваться меньше ДВ в некоторых случаях. Повышение с LEO на GEO не является одним из таких случаев. Требуемый общий dV больше, чем у традиционного GTO.

Тем не менее, для выхода на ГСО с переходной орбиты с более низкой энергией требуется, чтобы Arabsat затрачивал гораздо меньше dV, чем одиночный запуск для входа на ГСО с традиционной ГСО.

Разница в энергии была компенсирована Falcon Heavy, которая разместила Arabsat на геостационарной переходной орбите с высокой энергией , что увеличило его до 90 Мм вместо 35,7 Мм.

Переходная орбита для Arabsat 6a достигла апогея в 90 000 км. На такой высоте он движется очень медленно, поэтому добавление дельта-V требует меньше энергии. Спутнику нужно как убрать угол наклона пуска (т.е. 28,5 -> 0), так и одновременно поднять перигей на геостационарную высоту. Затем, когда спутник достигает перигея, двигатель снова запускается, чтобы выйти на круговую орбиту. Для этого требуется меньше энергии от собственного двигателя спутника, но больше от пусковой установки.