Возможность обращения спутника по орбите в фиксированное время

Я разговаривал со своими друзьями, один из которых был аэрокосмическим инженером. Он постулировал невозможность гипотетического «спутника Маргаритавилля», который вращался бы вокруг Земли таким образом, что где бы он ни находился наверху, было шесть часов (идея заключалась в том, что спутник Маргаритавилля находится в счастливом часе 24/7), что соответствует земному. вращение точно.

Однако возникли разногласия по поводу того, можно ли на самом деле вывести спутник на такую ​​орбиту, как если бы он вращался с точной скоростью Земли, он фактически просто «падал бы» прямо на Землю.

Можно ли синхронизировать движение спутника по орбите со временем суток на Земле без какого-либо двигателя, удерживающего его в воздухе?

@Pearsonartphoto: Что здесь означает «вращение с точной скоростью Земли»? Спутники делают это все время; вот что такое геостационарная орбита . Орбита с «фиксированным временем» должна была бы вращаться с угловой скоростью Солнца , если смотреть с Земли (или, что то же самое, с угловой скоростью Земли на ее орбите вокруг Солнца), что может быть достигнуто на высоте около 2,1x10. ^6 км.
Это примерно эквивалентно струе, движущейся на восток со скоростью вращения Земли. По сути, этот самолет будет оставаться в том же солнечном местном времени, пока не приземлится. Вектор на восток в этом случае остается прежним, а составляющая север/юг позволяет ему правильно двигаться по орбите.
@Pearsonartphoto: Это скорость самолета относительно земли : на запад со скоростью Земли и немного на восток со скоростью движения солнца по небу. Для орбитального спутника задействован только последний.
Слишком устал сегодня, чтобы отвечать на что-то разумное... Хороший улов при смешивании востока и запада... Но я все еще считаю, что вектор спутника будет таким, что векторное произведение движущейся на запад струи и северного вектора равна орбитальной скорости. По существу, когда спутник движется по земле, земное время меняется относительно скорости спутника.
@Pearsonartphoto: Да, если смотреть с Земли, спутник и самолет дадут тот же желаемый эффект, что они кажутся неподвижными по отношению к Солнцу. Но орбитальная скорость спутника не измеряется относительно точки на вращающейся поверхности Земли.

Ответы (3)

Определенно есть спутники, которые достигают этого. Тип орбиты называется " Солнечно-синхронный ". Невозможно всегда быть в 18:00, но всегда может быть либо 18:00, либо 6:00. Хитрость в том, что это небольшая ретроградная полярная орбита, которая позволяет совершить этот подвиг.

Спутники для наблюдения за Землей (и, если на то пошло, за Марсом, Луной, Венерой и Меркурием) очень часто следуют этому типу орбиты из-за того, что освещение остается постоянным для всех фотографий.

Но не совсем одновременно, самый быстрый (самый низкий) LEO составляет около 80 минут, так что это займет полчаса с севера на юг. Конечно, после пары Маргарит тебе будет все равно.
@Martin: На самом деле, это, по крайней мере, среднее солнечное время. Фишка в том, что орбита смещается за полчаса вашего получасового движения по земле. Это немного странно, но это работает.
да, я думал, что, поскольку везде на меридиане была одинаковая мгновенность по местному солнечному времени, это не сработало. Но, конечно, «место» под спутником тоже меняется с востока на запад. Это был жидкостно-релятивистский эффект (т.е. слишком поздно+недостаточно кофе!)
Обратите внимание, что работает ли это, зависит от того, какое «время» ищется. Если это среднее солнечное время, то описанное здесь решение работает (и немного наклонить орбиту, чтобы компенсировать движение солнца во время орбитального прохода, очень умно). Я не уверен насчет видимого солнечного времени. Чтобы это работало, плоскость орбиты спутника должна прецессировать (вокруг оси, перпендикулярной плоскости эклиптики) с разной скоростью в течение года. Возможно, есть способ добиться того же эффекта с эксцентричной орбитой, которая прецессирует вокруг оси, перпендикулярной плоскости этой орбиты.
Если это часы, это невозможно, конечно, поскольку в каждом часовом поясе всего 6:00 на мгновение.

Согласен с ответом Теда Банна, что можно удерживать спутник в течение фиксированного момента времени на Земле, используя точки Лагранжа. Одна из этих L-точек находится на противоположной стороне от солнца, что не очень помогает. С остальными четырьмя есть две проблемы. Во-первых, существует ровно четыре решения, соответствующие ровно 4 местным временам на Земле: полдень; полночь; ПРИМЕРНО 7 утра; и ПРИМЕРНО 17:00. Другая проблема заключается в том, что все такие L-точки находятся далеко, ДАЛЕКО за пределами НОО или геостационарной орбиты.

Другая возможность, которая потребует очень мало топлива для поддержания станции, состоит в том, чтобы отправить спутник точно на ту же орбиту вокруг Солнца, что и Земля. Таким образом, земному наблюдателю может показаться, что спутник всегда находится выше точки разделения дня и ночи (6:00 или 18:00, в зависимости от того, опережает ли спутник Землю или отстает на общей орбите вокруг Земли). Солнце).

Спутник должен быть намного дальше геостационарной орбиты, чтобы иметь возможность бороться с постоянным притяжением Земли. Возможно, его удастся разместить достаточно далеко и достаточно близко внутри лунной орбиты, чтобы получить достаточно периодического лунного притяжения, чтобы помочь в удержании на месте.

Итак, появилось шесть решений для поддержания станции в течение фиксированного местного земного времени с небольшим расходом топлива или без него: ~7:00 утра; 6:00 утра; полдень; ~17:00; 18:00; и полночь. К счастью, одно из этих решений совпадает с «маргаритавильским временем».

Есть еще одна возможность, помимо солнечно-синхронной орбиты, упомянутой @Pearsonartphoto. Если вы хотите, чтобы ваш спутник сохранял постоянное положение относительно Земли и Солнца, вы можете поместить его в одну из точек Лагранжа Земля-Солнце . На L1 всегда полдень, а на L2 всегда полночь. L4 всегда находится прямо над точкой на Земле, соответствующей какому-то утреннему времени, а L5 всегда прямо над точкой, соответствующей какому-то времени после полудня, хотя в последних случаях точки находятся так далеко, что это немного забавно. отождествлять это наземное время суток со временем на борту спутника.

Возможность обращения спутника по орбите в фиксированное время
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v