Почему в экваториальной плоскости Земли нет спутников LEO?

Из моего понимания спутниковых орбит в начальной школе я знаю, что спутники GEO размещаются в экваториальной плоскости, спутники MEO размещаются в плоскости с меньшим наклоном, а спутники LEO размещаются в плоскости с большим наклоном около полюсов.

В ходе своих исследований я обнаружил, что только созвездие спутников O3b MEO находится в экваториальной плоскости. Однако я не нашел созвездий спутников LEO, расположенных в экваториальной плоскости. Это почему?

Почему низкоорбитальные спутники никогда не размещают в экваториальной точке с наклоном около 0 градусов?

Единственная причина, по которой я понимаю, заключается в том, что, поскольку LEO находится близко к Земле, конус покрытия очень мал, и если его разместить в экваториальной плоскости, он покроет лишь небольшой процент земной поверхности и, следовательно, будет расточительным расходом. Помимо траты денег, какие еще орбитальные факторы мешают размещению низкоорбитального спутника в экваториальной плоскости?

«Помимо траты денег» — ключевая фраза. Спутники выходят на лучшую орбиту для своей миссии. Некоторые просто хотят быть над атмосферой и принимают любой наклон, который дает им ракета. Другим нужен определенный наклон для покрытия или угла наклона солнца. Что может заставить низкоорбитальный спутник тратить топливо, чтобы выйти на экваториальную орбиту? Преимущество GEO в том, что вы можете использовать стационарную антенну, но это не относится к LEO.

Ответы (4)

Ухо затрагивает одну сторону проблемы: "Почему" - чем ниже орбита, тем меньше Земли охватывается за один проход, и чем ближе к экватору орбита, тем меньше меняются проходы, еще больше сужая область. Экваториальные спутники MEO имеют смысл. Однако чем ниже орбита, тем менее полезными они становятся.

Тем не менее, есть множество задач, которые не пострадали бы от такой склонности — множество спутников просто должны находиться на орбите, на любой орбите, чтобы выполнять свою работу. Почему не простой экваториальный LEO?

Потому что это дорого. Смена плоскости орбиты на НОО — очень затратный маневр, и любой прямой запуск с последующим выведением (без маневра изгиба ) приведет к наклонению орбиты не менее широты космодрома. Космопорт во Французской Гвиане с лучшим расположением для экваториальных запусков на 5°14′14″ северной широты лучше всего оборудован для Arianne, которая является очень тяжелой стартовой платформой и одной из самых дорогих, и вам все равно нужно выполнить изгиб (AFAIR ; убедитесь, что) ~1км/с, чтобы сделать орбиту экваториальной. Пересадка с любого другого космодрома на экваториальную НОО будет порядка 3-5 км/с.

Таким образом, экваториальная НОО не только малопригодна, но и настолько дорога, что в основном все, для чего она может понадобиться, лучше достигается за счет более наклонных орбит.

Ничто физически не препятствует экваториальным орбитам на любой высоте выше линии Кармана. Вопрос на самом деле; какой смысл пролетать точно над одной и той же экваториальной полосой примерно каждые 90 минут, если орбита с большим наклонением позволит вам охватить гораздо большую часть планеты (в конечном счете, всю ее для полярных орбит) или более высокая орбита позволит вы оба видите более широкую полосу и не будете постоянно входить и выходить из зоны досягаемости вещей на земле.

Даже дешевый орбитальный запуск сейчас стоит миллионы долларов. Таким образом, предложение, которое вы предложили в своем ответе, вероятно, является правильным ответом; это было бы напрасной тратой.

Я немного смягчил снисходительность и риторические вопросы. Надеюсь, ты не против. Я думаю, что таким образом ответ тот же, но для ОП и будущих читателей удобнее, когда ответ не такой страстный. Я тоже так делаю время от времени, и мне тоже напоминают.
Спутник, скажем, на расстоянии около 1000 км на НОО, может видеть значительную часть земной поверхности каждые ~90 минут, более ~15% с высотой более 45 градусов, и это довольно населенные 15% Земли! Тем не менее, даже когда есть тысячи созвездий, все орбиты имеют тенденцию быть наклонными, а экваториальные орбиты не включаются. Взгляните на созвездие спутников SpaceX, состоящее из 4425 человек, — каков способ безумия?

Хотя в настоящее время существует общепринятый ответ, объясняющий, почему «в экваториальной плоскости Земли нет спутников LEO», я нашел два из них с наклоном менее 3 градусов!

Оба являются научными миссиями и обнаруживают гамма-лучи. Я пока не знаю, почему были выбраны экваториальные орбиты, но могу выдвинуть две теории до тех пор, пока не выясню.

  1. повторяющаяся орбита. Поскольку он параллелен экватору Земли, экваториальная выпуклость существенно не изменяет орбиту (пока наклонение остается низким). Под этим я подразумеваю, что орбита в значительной степени остается на том же месте. Математические узлы и апсиды могут двигаться, но почти круговая орбита с почти нулевым наклонением остается примерно той же формы и ориентации при этой прецессии. Охват астрономическим наблюдением небесной сферы (и ее части, закрытой Землей) более регулярен и повторяем, чем для наклонной и прецессирующей орбиты.

  2. постоянный доступ к экваториальным наземным станциям. Поскольку данные могут быть своевременными (событие гамма-излучения может означать событие, за которым необходимо быстро следить за наблюдениями Земли), систематический график нисходящей линии связи легче поддерживать, чем наклонную, прецессирующую орбиту.

    Важность малой задержки при обнаружении гамма-всплесков можно понять, ответив на несколько родственный вопрос: «Кто первым увидел» слияние двойных нейтронных звезд? Какова была последовательность событий?

НЕТ 2

Текущий TLE:

1 26561U 00061A   18309.58823202  .00001352  00000-0  28876-4 0  9994
2 26561   1.9483 201.9211 0017895  22.8247 337.2589 15.07775517991403

High Energy Transient Explorer (сокращенно HETE; также известный как Explorer 79) был американским астрономическим спутником с международным участием (в основном из Японии и Франции). Основная цель HETE состояла в том, чтобы провести первое многоволновое исследование гамма-всплесков с помощью УФ-, рентгеновских и гамма-инструментов, установленных на одном компактном космическом корабле. Уникальной особенностью миссии HETE была ее способность локализовать гамма-всплески с точностью ~ 10 угловых секунд в режиме, близком к реальному времени на борту космического корабля, и передавать эти положения непосредственно на сеть приемников в существующих наземных обсерваториях, что позволяет быстро и точно отслеживать исследования в радио, ИК и оптическом диапазонах. Спутниковая шина для первого HETE-1 была спроектирована и построена компанией AeroAstro, Inc. из Херндона, штат Вирджиния; замена спутника НЕТЕ-2,Источник

ГИБКИЙ

Текущий TLE:

1 31135U 07013A   18309.50114465  .00002183  00000-0  33798-4 0  9999
2 31135   2.4671 121.8649 0012503 326.3083  33.6177 15.31125853641420

AGILE — итальянская обсерватория гамма-излучения, запущенная сегодня на борту индийской ракеты, начинает трехлетнюю миссию по исследованию неба в поисках далеких источников наиболее энергичной формы света во Вселенной. Спутник AGILE вылетел на орбиту индийской ракеты-носителя Polar Satellite. Старт был в 10:00 по Гринвичу (6:00 утра по восточному поясному времени) из Космического центра Сатиша Дхавана в Шрихарикоте на восточном побережье Индии. Источник

У IXPE (который был запущен после того, как это было написано), кажется, была интересная третья мотивация: пребывание на экваторе позволяет избежать любых последствий Южно-Атлантической аномалии и, таким образом, получить более благоприятную радиационную среду. ( источник )
@Andrew О, это интересно! пожалуйста, не стесняйтесь добавлять новый дополнительный ответ. В качестве альтернативы вы можете отредактировать этот ответ, если хотите.
Пожалуйста, не стесняйтесь добавлять его сюда!

Спутник LEO, вращающийся вокруг экватора, будет полезен только людям в странах, расположенных вдоль экватора. Чтобы быть полезным для кого-либо, например, в Великобритании или Канаде, орбита должна быть наклонена не менее чем на 45 градусов от экваториальной плоскости. При желании он может повторно посетить каждую точку на Земле, которая находится в пределах этого +/- диапазона широт. Напротив, геостационарные орбиты спутников настолько высоки, что они имеют гораздо большее поле зрения, включающее эти широты, даже если спутник остается на экваторе.ГеоМеоЛео

Почему в экваториальной плоскости Земли нет спутников LEO?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v