Orbita sincronă la soare

O orbită sincronă solară desemnează o orbită geocentrică ușor retrogradă , a cărei altitudine și înclinație sunt alese astfel încât unghiul dintre planul orbitei și direcția Soarelui să rămână aproape constant. Un satelit plasat pe o astfel de orbită trece peste un anumit punct de pe suprafața pământului în același timp local solar . Această orbită este utilizată de mulți dintre sateliții care efectuează observații fotografice în lumină vizibilă , deoarece iluminarea solară a locației observate este puțin clișeu față de o altă variabilă: sateliți meteo , satelit de recunoaștere , teledetecție prin satelit etc. Este o orbită polară joasă (între 200 și 1.680 km ) și de scurtă periodicitate (descrisă la fiecare 88 până la 120 de minute).

Principiu

Pentru o orbită de altitudine și înclinație date, altele decât 0, 90 și 180 de grade, neomogenitatea câmpului gravitațional al Pământului (a se vedea talonul ecuatorial ) induce o precesiune a orbitei. Prin urmare, o alegere judicioasă a înclinației permite orbitei să efectueze o rotație de 360 ° într-un an, păstrând astfel un unghi constant între planul său orbital și axa Soare-Pământ. O astfel de orbită se numește orbită sincronă la soare.

Orbita amiază / miezul nopții este un caz special al orbitei-soarelui sincron în cazul în care timpul solar fix de trecere este la prânz pentru partea pământului iluminate de soare , iar miezul nopții pentru cealaltă jumătate. Orbita amurg , într - un mod similar, este o orbită de soare sincron al cărui timp solar de trecere coincide cu răsăritul și apusul soarelui. O astfel de orbită permite expunerea constantă a satelitului la soare și astfel simplifică foarte mult dificultățile schimbului de căldură și alimentarea cu energie a panourilor solare. În plus, o astfel de orbită face posibilă observarea zonelor cu lumină foarte scăzută fără a fi împiedicată de lumina care vine direct de la soare.

Pe măsură ce altitudinea satelitului crește, înclinația necesară crește ceea ce, pentru o orbită retrogradă, înseamnă că satelitul nu mai zboară peste latitudini mari . Orbitele tipice sincrone solare sunt înclinate la 98 ° , ceea ce asigură o bună acoperire a globului.

Orbita sincronă a Soarelui este posibilă și în jurul altor planete, cum ar fi Marte , care este dublu față de aplatizarea Pământului. Sonda Mars Global Surveyor zboară astfel peste Marte la ora 14 într-o orbită cvasifazată de 88 de orbite în 7 soli (se deplasează 59 de kilometri spre est în fiecare ciclu).

Elemente tehnice

Ecuația care descrie viteza de deplasare a liniei de noduri datorată cordonului ecuatorial este dată de:

${\ dot {\ Omega}} = - {\ frac {3} {2}} J_ {2} \ left ({\ frac {R_ {e}} {p}} \ right) ^ {2} {\ sqrt {{\ frac {\ mu} {a ^ {3}}}}} \ cos (i)$

$J_ {2}$ este al doilea factor de formă dinamic terestru (1,08 × 10 −3 );
$Re}$ este raza ecuatorială terestră (6.378,14 km );
$\ mu$ este parametrul gravitațional standard al Pământului (398.600.440 km 3 / s 2 );
$p$ este rectul semi- latus al orbitei;
$la$ este axa semi-majoră a orbitei;
$eu$ este înclinația orbitei (în radiani).

Pentru o orbită sincronă la soare, trebuie efectuată o revoluție completă într-un an sideral și, prin urmare, rata de precesiune trebuie să fie egală cu rad / s . Deci, presupunând o orbită circulară ( adică , ), înclinația orbitei este dată de: $\ Omega _ {h} = 2 \ pi / (365.256 \ cdot 24 \ cdot 60 \ cdot 60) = 1.9910 \ cdot 10 ^ {{- 7}}$ $p = a$

$i = \ arccos \ left [- {\ frac {2} {3}} {\ frac {\ Omega _ {h}} {J_ {2}}} \ left ({\ frac {a} {R_ {e} }} \ right) ^ {2} {\ sqrt {{\ frac {a ^ {3}} {\ mu}}}} \ right]$

Graficul opus arată înclinația necesară pentru o orbită circulară sincronă la soare în funcție de altitudinea sa.

Istoric

Satelitul de recunoaștere Samos -2 a fost primul satelit artificial care a ajuns pe o orbită sincronă solară în 1961 .

Vezi și tu

Orbită

Note și referințe

(ro) [PDF] Ronald J. Boain, „ AB-Cs of Sun-Synchronous Orbit Mission Design ” , Laboratorul de propulsie cu jet ,2004