Наклон спутника, 3D сканирование земной поверхности

Были ли предприняты какие-либо попытки изменить «плоскость» орбиты (не высоты) спутника по диаметру Земли, непрерывно с небольшими шагами, от полюса к полюсу для спутника с нулевым наклоном и с востока на запад для спутника с наклоном 90 градусов?. Поможет ли это нам в трехмерном сканировании земной поверхности?

В качестве «дополнения», можем ли мы вращать самолет вокруг оси, которая сама по себе может вращаться вокруг земной оси?
Зачем вам двигаться с востока на запад под углом 90°, если вы можете просто позволить Земле вращаться под вами?
@ Эдлотиад, ты прав. Движение РЭБ не требуется, достаточно просто иметь «стационарный» спутник, но наоборот поможет в захвате данных, которые могут оставаться скрытыми от поля зрения при вращении РЭБ. Спасибо, что указали на это. Но нашему спутнику нужно будет перемещаться от полюса к полюсу, чтобы зафиксировать детали с этой линии прямой видимости.
@Niranjan Один спутник может легко покрыть 90-95% площади поверхности, недостающие части либо менее интересны, либо могут быть покрыты альтернативными средствами. Предпочтение сделать спутник простым, а не многофункциональным. Сателлиты с бонусными функциями очень сложно проектировать, запускать и администрировать.

Ответы (3)

Ваш комментарий к этому ответу , я думаю, привел меня к пониманию того, о чем вы на самом деле спрашиваете.

Я говорю о том, что если предположить, что наклонение равно НУЛЮ (плоскость орбиты параллельна экваториальной плоскости), вся плоскость продолжает смещаться от полюса к полюсу - параллельно экваториальной плоскости.

Вы хотите переместить орбиту следующим образом:

введите описание изображения здесь

Если это правильная интерпретация, то нет, вы не можете этого сделать.

Центр масс Земли должен лежать в плоскости орбиты.

Поскольку Земля очень близка к сферической, гравитационное притяжение каждой ее части суммируется с притяжением к центру Земли. Даже если объект стартует на одном из этих кругов выше или ниже экваториальной плоскости, гравитация Земли ускорит его в плоскости, которая пересекает положение космического корабля и центр Земли. Это будет плоскость орбиты, а все плоскости орбит вокруг сферических тел проходят через центр тела.

Цитата из этого ответа .

ИДЕАЛЬНАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ. Два вопроса: 1. Почему нам нужно, чтобы центроид находился в плоскости орбиты? Для гравитационной силы? Если предположить, что новая плоскость орбиты искривлена ​​вокруг земной поверхности, спутник будет подвергаться такому же гравитационному притяжению. и № вопроса. 2: Как «создать скетч (как вы сделали) и опубликовать его как часть вопроса/ответа. Если бы я знал об этом, я бы разместил почти такой же скетч как часть моего вопроса, что было бы, тогда очень просто понять.Спасибо.
2) Вы правы, картинка действительно может помочь в таких случаях. Я использовал приложение «Impress» в Libreoffice, бесплатном офисном пакете libreoffice.org. По сути, это клон Powerpoint. К сожалению, мне приходилось много использовать Powerpoint в своей работе, поэтому мне было легко сгенерировать это быстро. Вы добавляете картинку к своему вопросу, нажимая на маленькую иконку горы. Я ищу хорошее объяснение 1). Я думаю, что здесь на сайте есть один, но я не могу его найти.
1) Цитата @uhoh из их ответа здесь: space.stackexchange.com/a/39206/6944 Поскольку Земля очень близка к сферической, гравитационное притяжение каждой ее части суммируется с притяжением к центру Земли. Даже если объект стартует на одном из этих кругов выше или ниже экваториальной плоскости, гравитация Земли ускорит его в плоскости, которая пересекает положение космического корабля и центр Земли. Это будет плоскость орбиты, а все плоскости орбит вокруг сферических тел проходят через центр тела. Я добавлю это к своему ответу.
Я также предлагаю вам внимательно прочитать эту статью: earthobservatory.nasa.gov/features/OrbitsCatalog
@Niranjan: И ответ на ваш первый вопрос: «Потому что так работает гравитация».
@jamesqf, может быть, мне нужно изучить материал «центроид». Я предполагаю, что гравитационная сила, действующая на объект, будет одинаковой, пока мы сохраняем его высоту, независимо от того, включает ли его плоскость орбиты центр тяжести или нет. Вот почему я хотел нарисовать эскиз и объяснить свою точку зрения. В любом случае, позвольте мне попробовать научиться делать наброски, надеюсь вернуться к этому в ближайшее время. Спасибо.
@Niranjan, хотя величина гравитационной силы будет такой же, пока вы поддерживаете высоту, направление будет меняться. «независимо от того, включает ли его плоскость орбиты центр тяжести или нет». это бессмысленное высказывание, потому что не существует такой вещи, как плоскость орбиты, которая не включает центр тяжести - на иллюстрации этого ответа верхний круг не является орбитой (что произошло бы «пассивно», учитывая только импульс и гравитацию) это траектория, которую можно поддерживать только при постоянной тяге, противодействующей той части вектора силы тяжести, которая направлена ​​к экваториальной плоскости.
@Niranjan: Как можно проще, я думаю, вы можете думать о гравитации как о скаляре, хотя на самом деле это вектор. Если вы вспомните старую эйнштейновскую модель гравитации из резинового листа, путь вокруг центроида плоский, другие пути идут «в гору» и поэтому требуют энергии.
@Petereris, ваш комментарий о том, что «верхний круг на иллюстрации - это не орбита, а траектория, которую необходимо «поддерживать», затрачивая энергию, имеет смысл. Поэтому можем ли мы сказать, что траектория в плоскости, которая проходит через только центр Земли можно назвать "орбитой"? Если это так, то то, что я ищу, потребует, чтобы плоскость орбиты вращалась вокруг оси Земли, а также вокруг оси, которая перпендикулярна оси Земли. Опять же, будет ли это правильно ли предположить, что эти повороты будут аналогичны корректировкам в середине курса - небольшой толчок, и он продолжит вращаться?

Изменения наклона очень дороги с точки зрения дельта V/топливо. Чтобы изменить плоскость на 90 градусов, вы толкаете свою текущую скорость ~ 7 километров в секунду, чтобы довести ее до нуля, а также добавляете тягу, чтобы получить скорость ~ 7 километров в секунду в новой орбитальной плоскости. Это больше, чем требовалось для выхода на орбиту, и для этого потребовалась бы действительно мощная ракета.

Как это бывает, вам не нужно этого делать, запуск на полярную орбиту с большим наклонением нужного периода (высоты) может наблюдать всю земную поверхность с течением времени, с различными миссиями , строящими модели Земли только с необходимой тягой, чтобы избежать нежелательные изменения наклона .

@ГремлинВранглер. Дорогой Гремлин, я думаю, что есть некоторая путаница в интерпретации моего вопроса в первой части вашего ответа. Я НЕ НАМЕРЕН ИЗМЕНЯТЬ НАКЛОН. Я говорю о том, что если предположить, что наклонение равно НУЛЮ (плоскость орбиты параллельна экваториальной плоскости), вся плоскость продолжает смещаться от полюса к полюсу - параллельно экваториальной плоскости. Мы можем игнорировать требуемые поправки на высоту, если таковые имеются. По аналогичным линиям плоскость с наклоном 90 градусов движется с востока на запад или с запада на восток. Оба эти движения дадут нам более реалистичный трехмерный профиль земной поверхности.
При дальнейшем размышлении, я думаю, мне нужно уточнить, что я понимаю наклонение как угол между плоскостью экватора Земли и плоскостью орбиты спутника. Если "смещение" плоскости орбиты - параллельно плоскости экватора - это еще и изменение наклонения, то ваше замечание о расходе топлива столь же справедливо и правильно. Полагая, что изменение наклона похоже на «корректировку среднего курса» (это всего лишь небольшой толчок в нужном количестве и направлении, компенсируемый, в свою очередь, для уменьшения перерегулирования и т. д.), я подумал, что для этого не нужно много топлива. Пожалуйста, прокомментируйте.

Хотя немного досадно, приведенный ниже GIF и ответ на него показывают, что даже фиксированная орбита в конечном итоге пройдет над всеми точками на теле, которое вращается под ним , которые находятся на любой широте, меньшей, чем наклонение.

При этом вы должны выбрать высоту, которая распределит их равномерно, чтобы вам не пришлось ждать очень долго.

При этом, если вам нужно было находиться почти прямо над каждой точкой, скажем, для визуализации сверху вниз, и было бы ненормально охватить полосу шириной в сотни километров, глядя на некоторые области, скажем, на 10 или 20 градусов от вершины -вниз по какой-то причине, а вы очень спешили, есть геометрические преимущества при этих ограничениях, чтобы сначала перейти на орбиту с малым наклонением, которая более эффективно охватила бы низкие широты за короткий период времени, а затем переключиться один раз на почти полярную орбиту, чтобы покрыть более высокие широты быстрее.

Как указывает ответ @GremlinWrangler , это очень требовательное изменение орбиты, и ваш спутник должен быть скорее летающим топливным баком, чем спутником наблюдения Земли, но если вам абсолютно необходимо сканировать входную планету, просмотр почти точно сверху вниз в каждой точке, максимально быстро, тогда можно построить летающий топливный бак и сделать это!

Однако вы можете подумать о том, чтобы просто подняться на большую высоту, если это возможно. Например, с полярной орбиты высотой 1000 км каждая полоса шириной 100 км будет находиться в пределах +/- 3 градуса по вертикали, и каждая орбита будет дважды пересекать экватор. За 15 дней вы бы увидели все места на Земле и рассмотрели бы их в пределах +/- 3 градуса от верхнего города.

Если вы не возражаете посмотреть на 10 или 20 градусов, то более низкая орбита сделает то, что вам нужно, еще быстрее!

Смотрите также ответы на

и из этого ответа на Как определить период наземного слежения спутника LEO?

Гифка наземного трека МКС в зависимости от высоты

Из обоих ответов я понимаю, что вид изменения орбитальной плоскости, на который я смотрю, представляет собой процесс «потребления топлива», которого можно избежать, потому что для всей практичности и с учетом разрешения камер, доступных на сегодняшний день, профиль поверхности в необходимых деталях доступны, и как таковые, такого рода маневры не требуются. Я также вижу, что вы были достаточно откровенны, отвечая на мой вопрос, что очень приветствуется. Однако последнее утверждение указывает на то, что вы излишне обижены и саркастичны. Простите за это.
@Niranjan Я не понимаю твоего комментария. Я нет, и я не вижу в своем посте ничего, что было бы менее чем на 100% веселым и позитивным! Если да, можете ли вы помочь, процитировав конкретное предложение или фразу , на которую вы ссылаетесь? Спасибо!
Привет, угу, как я уже сказал, последнее утверждение... в частности, "делай то, что тебе нужно" - это именно та фраза, которая заставила меня подумать, что ты расстроился из-за моего вопроса и обиделся. Может быть потому, что это типичная реакция нас, индийцев, когда мы расстраиваемся и теряем всякую надежду что-то изменить!! В любом случае, я рад, что вы не обиделись, ни иронизировали. Хотя я имею степень инженера-механика, я больше занимаюсь прикладной инженерией, и, следовательно, мне не хватает конкретных слов и знаний в астрофизике. Отсюда такие вопросы. Но я счастлив, что на такие форумы находят ответы на мои сомнения. Спасибо.
@Niranjan О, я не знаю этой фразы. Для меня "... более низкая орбита сделает то, что вам нужно, еще быстрее!" означает только то, что более низкая орбита обеспечит то, что требуется, за более короткий промежуток времени.
Наклон спутника, 3D сканирование земной поверхности
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v