Предположим приближение, что Земля сферически симметрична - без гравитационных мультиполей более высокого порядка, а другие эффекты, которые могут быть связаны с гравитацией других тел или орбитой Земли вокруг Солнца, игнорируются. Учитывая круговую орбиту, «вниз» будет вектором, направленным к центру Земли, и я думаю, что «надир» будет точно в том же направлении.
Но на реалистичной круговой орбите имеют ли «вниз» и «надир» более тонкое значение по соглашению или использованию?
Например, есть вектор, перпендикулярный мгновенной скорости и орбитальному угловому моменту, другой — локальный гравитационный градиент, а третий указывает на центр масс Земли.
Все это можно представить себе примерно как «вниз» или в направлении «надира», но используются ли какие-либо из них (или что-то еще) предпочтительно или по соглашению?
примечание: этот вопрос касается гораздо большего, чем просто как называются эти ориентации на орбите?
Здесь есть некоторые тонкости. Области, в которых концепция надира является наиболее важной, - это наведение спутников наблюдения Земли в надир, групповые полеты спутников, а также операции сближения и сближения. Последние два почти неизбежно используют ту или иную форму локальной вертикальной/локальной горизонтальной системы отсчета (она же система координат Хилла), в которой вертикаль (т. е. надир и зенит) указывает на центр Земли или от него. В первую очередь это связано с использованием линеаризованных уравнений Клохесси-Уилтшира в этих областях.
Первый почти неизбежно использует надир как указание на подспутниковую точку, которая обычно считается геодезической подспутниковой точкой, а не геоцентрической подспутниковой точкой. Геоцентрическая подспутниковая точка - это место, где линия, соединяющая центр Земли со спутником, пересекает поверхность Земли. Геодезическая подспутниковая точка — это ближайшая к спутнику точка на поверхности опорного эллипсоида. Это эквивалентно точке на эллипсоиде, где спутник находится в зените («прямо вверх»). Использование надира в качестве указания на центр Земли приведет к отсутствию этой геодезической подспутниковой точки на расстояние до 21 км для спутника на солнечно-синхронной орбите.
Еще более тонкое значение заключается в том, что надир указывает на точку на геоиде, ближайшую к спутнику. Эта концепция важна при спутниковых альтиметрических измерениях высоты поверхности моря. Если эта точка находится в пределах ширины луча радиовысотомера, именно эта точка будет зарегистрирована как высота спутника. Какая-то другая точка даст ошибочное показание, если эта точка находится за пределами ширины луча высотомера. Расстояние между этой точкой и геодезической подспутниковой точкой может составлять почти километр.
В сообществе специалистов по эксплуатации МКС термины «зенит» и «надир» обычно используются для обозначения направлений по оси Z относительно МКС, а не конкретно для направления на Землю. (Хотя они получили эти имена, потому что МКС обычно летает в положении, которое указывает так называемое направление надира на землю).
Вот пример из процедуры экипажа, где один из стыковочных портов узла упоминается как порт надира - «координаты ISS предполагают MPLM на узле надир». Если развернуть станцию на 180 градусов, это название, конечно, не изменится.
Вот изображение из урока «Кодирование местоположения МКС», демонстрирующее ту же концепцию.
ГдД
ооо
ооо
пользователь10509
Дэвид Хаммен
ооо