Я уже читал это и несколько статей в Википедии, но не нашел реальных оценок того, насколько спутник отклоняется от своего стандартного местоположения. Предположим, что стандартная подспутниковая точка (SSP) находится (0°N,0°E)на высоте спутника 42164km. Пока спутник все еще полностью работоспособен, насколько ожидается отклонение SSP от этой точки в этих двух направлениях:
А высота спутника? Очевидно, что она не может увеличиться более чем на 300км (поскольку это примерно где орбита кладбища).
Я также читал о 8-образной фигуре, описываемой движением спутника ежедневно после прекращения выполнения поправок в северном направлении. Какова амплитуда этой восьмерки с точки зрения SSP?
Мне действительно не нужны очень точные цифры (я просто предполагаю, что они все равно зависят от миссии), а скорее некоторые оценки.
Нормативные ограничения
Отклонения зависят от соглашения о лицензировании радиочастот, применимого к каждому спутнику. Это особенность Международного союза электросвязи, ITU.
Пределы в градусах обычно могут составлять +- 0,05 градуса как по долготе, так и по широте или, особенно для некоторых старых регистраций, возможно, +-0,1 градуса по долготе и не ограничены по широте.
В км получается
+-0,05 град = +-37км
+-0,1 град = +-74км
Наклонные орбиты
Тем не менее, работа спутника на широте, отличной от 0,0 градуса, в основном означает, что он находится на наклонной орбите, а это означает, что отклонения север-юг равны и противоположны в течение 24-часового цикла. Для этого также естественным образом вводится экспозиция Восток-Запад (это следует геометрически). С Земли, глядя вверх на спутник с небольшим наклоном орбиты на геосинхронной высоте, движение спутников кажется круговым для очень малых наклонов менее половины градуса или около того, но становится движением «восьмерки» для больших наклонений.
Эксцентриситет
Эксцентриситет орбиты сначала повлияет на высоту орбиты, а затем, как следствие, на ее скорость в апогее и перигее и, следовательно, на ее долготу, а также на форму восьмерки. Например, эксцентриситет составляет 0,0003, что приведет к отклонению по высоте примерно на 12 км от геостационарного радиуса.
Естественные возмущения
Не маневрирующий объект, оставленный точно на ГСО, сначала будет дрейфовать по долготе, потому что Земля не совсем сферическая. Исправление этого называется удержанием станции Восток-Запад и обычно выполняется каждые пару недель, в зависимости от типа силовой установки, и этого примерно достаточно для предела +-0,05 градуса.
Воздействие гравитации Солнца и Луны, «лунно-солнечные» возмущения вызывают изменение наклонения спутника. Это также вызывает изменение Прямого Восхождения Восходящего Узла, RAAN, хотя мы можем вернуться к этому. Если не исправить, это вызовет дрейф с севера на юг примерно на 1 градус в первый год. Удержание станции Север-Юг, NSSK, также часто выполняется раз в неделю или две, но это гораздо более затратно с точки зрения энергии и привело к разработке более эффективной силовой установки для снижения требований к топливу.
Многие спутники фактически работают без NSSK ближе к концу своего срока службы для экономии топлива, хотя это зависит от того, могут ли наземные пользователи получать хороший сигнал от перемещенного спутника. Интересно, что объекты, оставленные дрейфовать на неопределенный срок, достигают максимального наклона ~ 15 градусов, прежде чем их наклон снова уменьшится в течение нескольких десятилетий.
Физический размер спутника, его отношение площади к массе и отражательные свойства также делают спутник подверженным давлению солнечного излучения. Это может привести к увеличению эксцентриситета, что увеличивает ежедневный дрейф с востока на запад и, таким образом, сокращает время до того, как потребуется маневр с востока на запад. Следовательно, коррекция эксцентриситета, уменьшающая эксцентриситет и делающая орбиту более круговой, обычно выполняется одновременно с самими маневрами Восток-Запад.
Избежание столкновения
Существуют также международные руководящие принципы по уменьшению засорения, в которых предполагается, что рабочая зона для ГСО по высоте составляет 42164,5 ± 50 км, а остальная часть пути до +-200 км является «маневренным коридором» для спутников, выполняющих смену станции. Это не является обязательным, но, я полагаю, за ним следует большая часть операторов.
Сноски (EDIT в ответ на комментарии)
Под «в основном означает на наклонной орбите» я имею в виду только возможность, не обязательно практическую, работы с некоторой постоянной тягой или давлением солнечного излучения для достижения некеплеровской орбиты. Я не знаю ни одного спутника, который делал бы это, хотя предложения по «Статиту» могут быть на этой территории.
Под «не совсем сферической» я подразумеваю трехосную форму Земли, а не ее сплюснутость. Первое относится к особенностям суши, которые мы называем континентами, а второе относится к небольшому уплощению на полюсах. Трехосность вызывает ускорения по долготе на восток или запад в зависимости от долготы относительно двух стабильных долгот. Имеются также две соответствующие нестабильные долготы. Ускорение и, следовательно, нагрузка по удержанию станции Восток-Запад минимальны в этих четырех точках.
ооо