Geostationäre Übertragungsbahn

Eine erdsynchrone Übertragungsbahn oder geostationäre Übertragungsbahn (GTO) sind eine Übertragungsbahn von Hohmann, die verwendet ist, um erdsynchrone oder geostationäre Bahn zu erreichen.

Es ist eine hoch elliptische Erdbahn mit dem Apogäum an ungefähr 35,700 km, geostationärer (GEO) Höhe und einem Argument der solcher Erdnähe, dass Apogäum auf oder in der Nähe vom Äquator vorkommt. Erdnähe kann überall über der Atmosphäre sein, aber wird gewöhnlich auf nur einige hundert km über der Oberfläche der Erde beschränkt, um Abschussvorrichtungsdelta-v (V) Voraussetzungen zu reduzieren und die Augenhöhlenlebenszeit der verausgabten Boosterrakete zu beschränken.

Die Neigung eines GTO ist der Winkel zwischen dem Bahn-Flugzeug und dem äquatorialen Flugzeug der Erde. Es wird durch die Breite der Abschussbasis und des Start-Azimuts (Richtung) bestimmt. Die Neigung und Seltsamkeit müssen beide auf die Null reduziert werden, um eine geostationäre Bahn zu erhalten. Wenn nur die Seltsamkeit der Bahn auf die Null reduziert wird, ist das Ergebnis eine erdsynchrone Bahn. Weil die für eine Flugzeug-Änderung erforderlichen V zur sofortigen Geschwindigkeit proportional sind, werden die Neigung und Seltsamkeit gewöhnlich zusammen in einem einzelnen Manöver am Apogäum geändert, wo Geschwindigkeit am niedrigsten ist. Das erforderliche V für eine Neigungsänderung entweder beim Steigen oder bei hinuntersteigenden Knoten der Bahn wird wie folgt berechnet:

:

Für einen typischen GTO mit einer Halbhauptachse 24,582 km ist Erdnähe-Geschwindigkeit 9.88 km/s, und Apogäum-Geschwindigkeit ist 1.64 km/s, klar die am Apogäum viel weniger kostspielige Neigungsänderung vornehmend. In der Praxis wird die Neigungsänderung mit dem Augenhöhlencircularization (oder "Apogäum-Stoß") Brandwunde verbunden, so zusätzlich V ist erforderlich.

Sogar am Apogäum musste der Brennstoff abnehmen die Neigung zur Null kann bedeutend sein, äquatorialen Abschussbasen einen wesentlichen Vorteil gegenüber denjenigen an höheren Breiten gebend. Raumfahrtzentrum von Kennedy ist an 28.5 Graden nach Norden, das Raumzentrum von Guayana, die Start-Möglichkeit von Ariane, ist an 5 Graden nach Norden Breite und Seestart-Starts von einer Schwimmplattform direkt auf dem Äquator im Pazifischen Ozean. Alle haben einen bedeutenden Vorteil gegenüber Russlands hohen Breite-Abschussbasen.

Verbrauchbare Abschussvorrichtungen erreichen allgemein GTO direkt, aber ein Raumfahrzeug bereits in einer niedrigen Erdbahn (LEO) kann in GTO durch die Zündung einer Rakete entlang seiner Augenhöhlenrichtung eingehen, um seine Geschwindigkeit zu vergrößern. Das wird getan, wenn ein geostationäres Raumfahrzeug von Raumfähre gestartet wird; eine "Erdnähe tritt Motor, der" dem Raumfahrzeug beigefügt ist, entzündet sich, nachdem Pendelbus es veröffentlicht und sich zu einer sicheren Entfernung zurückgezogen hat.

Obwohl einige Abschussvorrichtungen ihre Nutzlasten den ganzen Weg zur geostationären Bahn, der grösste Teil des Endes ihre Missionen durch die Ausgabe ihrer Nutzlasten in GTO nehmen können. Das Raumfahrzeug und sein Maschinenbediener sind dann für das Manöver in die geostationäre Endbahn verantwortlich. Die fünfstündige Küste zum ersten Apogäum kann länger sein als die Batterielebenszeit der Abschussvorrichtung, und das Manöver wird manchmal an einem späteren Apogäum durchgeführt. Die auf dem Raumfahrzeug verfügbare Sonnenmacht unterstützt die Mission nach der Abschussvorrichtungstrennung. Außerdem tragen viele Abschussvorrichtungen jetzt mehrere Satelliten in jedem Start, um gesamte Kosten zu reduzieren, und diese Praxis vereinfacht die Mission, wenn die Nutzlasten für verschiedene Augenhöhlenpositionen bestimmt werden können.

Wegen dieser Praxis wird Abschussvorrichtungskapazität gewöhnlich als getrennte Raumfahrzeugmasse zu GTO angesetzt, und diese Zahl wird höher sein als die Nutzlast, die direkt in GEO geliefert werden konnte.

Zum Beispiel, die Kapazität (getrennte Raumfahrzeugmasse) des Deltas IV Schwer:

  • GTO 12,757 Kg (185 km x 35,786 km an 27.0 deg Neigung), theoretisch mehr als jede andere zurzeit verfügbare Boosterrakete (ist mit solch einer Nutzlast noch nicht geflogen)
  • GEO 6,276 Kg

Wenn das Manöver von GTO bis GEO mit einem einzelnen Impuls durchgeführt werden soll, weil mit einem einzelnen festen Rakete-Motor Apogäum an einer äquatorialen Überfahrt vorkommen muss. Das bezieht ein Argument ein

der Erdnähe entweder von 0 oder von 180 Graden. Weil das Argument der Erdnähe langsam gestört wird

durch die an den Polen Abgeplattetkeit der Erde wird es gewöhnlich am Start beeinflusst, so dass es den Sollwert in der passenden Zeit erreicht. (Wenn die GTO Neigung Null, als mit dem Seestart ist, dann gilt das nicht.)

Die vorhergehende Diskussion hat sich in erster Linie auf den Fall konzentriert, wo die Übertragung zwischen LÖWE und GEO mit einer einzelnen Zwischenübertragungsbahn getan wird. Mehr komplizierte Schussbahnen werden manchmal verwendet. Zum Beispiel verwendet der Proton M eine Reihe vier Zwischenbahnen, fünf Rakete-Zündungen verlangend, um einen Satelliten in GEO von der Seite der hohen Neigung von Baikonur Cosmodrome in Kasachstan zu legen.

Siehe auch

  • Astrodynamics
  • Liste von Bahnen

Lardal / Schnellzug von Mars
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