Разница между орбитами Тундра и Молния?

Они точно не идентичны.

Тундра геостационарна; период = 1 день. Эксцентриситет позволяет ему проводить большую часть времени над областью Земли за пределами экватора, что невозможно для геостационарных (всегда находиться над одной точкой на экваторе) или круговых геосинхронных орбит (синусоидальная функция с замедлением в обоих крайних точках). Тундра предназначена для наблюдения одним спутником одной конкретной точки Земли.

«Молния» — орбита, предназначенная для 3-х спутниковых созвездий, имеет период полдня. Он также используется для наблюдения за двумя экваториальными регионами Земли, отстоящими друг от друга на 180 градусов долготы. Он использует аналогичный эффект «жилища», когда спутник долгое время находится вблизи апогея, примерно над одним и тем же участком Земли (хотя и далеко не таким узким, как в случае тундры), и к тому времени, когда спутник покидает апогей, другой из созвездия приближается к нему и входит в область интереса для наблюдения.

Самая важная часть касается траектории над землей:

Тундра:

Молния:

В Тундре спутник большую часть времени проводит над «узкой» верхней частью восьмерки, затем проносится через нижнюю часть, чтобы вернуться наверх.

В «Молнии» три спутника находятся на одной и той же трассе над землей с разницей в 1/3 периода. Они мчатся по длинным южным участкам, затем останавливаются на северных «пиках».

Из-за вращения Земли наземная дорожка вращается, поэтому их RAAN на самом деле разнесены на 120 градусов; кроме того, их истинная аномалия такова, что их эпохи отличались бы на +8/0/-8 часов, если бы истинная аномалия была идентичной.

Подводя итог:

Орбитальный :

Тундра: 1 спутник, период 1 день, эксцентриситет от 0,2 до 0,3.

Молния: 3 спутника, период 12 часов, эксцентриситет 0,7, RAAN и True Anomaly разнесены на 1/3 периода.

Функционал:

Тундра: наблюдение за одной точкой Земли большую часть времени. (также можно использовать два или три спутника для 100% покрытия времени).

Молния: постоянное наблюдение за двумя областями на Земле, отстоящими друг от друга на 180 градусов .

Что касается основных технических отличий, то «Молния» требует трех отдельных запусков, а «Тундра» требует более мощного ускорителя для выхода на более высокую орбиту. Кроме того, несколько более высокий апогей Тундры может потребовать более сильной радиосвязи или привести к худшим результатам из-за большего расстояния; разница не большая (около 15%).

Это дополнение к уже превосходному ответу С.Ф. относительно того, почему такие орбиты наклонены примерно на 63,4 градуса.

То, что сжатие Земли вызывает прецессию узла спутника, является хорошо известным эффектом. Менее известный эффект заключается в том, что сжатие Земли также вызывает прецессию перигея спутника. Эта апсидальная прецессия практически бессмысленна для спутников на почти круговой орбите. Апсидальная прецессия весьма важна для спутника на орбите с большим эксцентриситетом, характерной для орбит тундры и Молнии. Оба этих типа орбит зависят от наличия апогея в самой северной части орбиты. Такие спутники должны либо бороться с прецессией апсид с помощью большого количества топлива для поддержания орбиты, либо они должны быть размещены на орбите, где прецессия апсид сильно снижена.

В то время как$J_2$влияние на прецессию узлов пропорционально$\cos i$, куда$i$- наклонение спутника относительно плоскости орбиты Земли,$J_2$влияние на прецессию апсид пропорционально$5\sin^2i-4$. Это вызывает склонность$\arcsin\left(\sqrt{4/5}\right)=\arccos\left(\sqrt{1/5}\right)=\arctan(2)$быть довольно критичным. Этот наклон приводит к нулевой прецессии апсид от$J_2$. По этой и другим причинам это называется критическим наклонением.