Геопереходная орбита

Геопереходная орбита (ГПО) — орбита, являющаяся переходной между низкой опорной орбитой (НОО; высота около 200 км) и геостационарной орбитой (ГСО; 35 786 км). В отличие от НОО и ГСО, которые в первом приближении являются круговыми, переходная орбита — сильно вытянутая эллиптическая траектория движения КА, перигей которой лежит на расстоянии НОО от Земли, а апогей на расстоянии ГСО (гомановская траектория).

Завершение вывода КА на ГСО происходит, когда он достигает апогея при движении по геопереходной орбите. В этот момент разгонный блок сообщает аппарату разгонный импульс, который превращает его эллиптическое движение в круговое с периодом обращения вокруг Земли, равным одним суткам.

Методика вывода

Геостационарная орбита подразумевает нулевое наклонение орбиты, то есть орбита находится точно над

характеристической скорости для достижения апогея на высоте ГСО, второй раз в точке пересечения траектории с ГСО для формирования круговой орбиты и изменения наклонения. Так исторически сложилось, что в геостационарных спутниках второй импульс давался двигательной установкой самого спутника, а задачей ракеты носителя было только формирование переходной эллиптической орбиты. Такой подход, помимо энергетического выигрыша, позволял не беспокоиться о загрязнении космоса последней ступенью ракеты. Она относительно быстро сгорала в атмосфере благодаря низкому перигею

. Вывод с двумя импульсами также позволял использовать на каждой ступени дешёвые надёжные двигатели однократного включения. Схема вывода через ГПО не является единственно возможной и не всегда самой оптимальной, но тем не менее она стала популярной характеристикой возможностей ракет-носителей. Эллиптическую орбиту назвали геопереходной.

Параметры геопереходной орбиты определяются космодромом пуска.

Космодром Канаверал имеет широту 28,5 градусов, что требовало импульса ~1800 м/с для перехода от ГПО к ГСО. Космодром Куру с его широтой 7 градусов требует импульса перехода ~1500 м/с. Космодром Морской старт осуществляет пуск с экватора и его ГПО не требует коррекции наклонения, что дает импульс перехода ~1477 м/с. ГПО китайских и японских космодромов аналогичны Канавералу^[1]^[2]

.

Высокая широтность космодромов СССР требовала гораздо больших импульсов для довыведения на ГСО (более 2400 м/с). К моменту выхода советских носителей на рынок коммерческих запусков конструкции западных геостационарных спутников уже устоялись с точки зрения требуемого импульса довыведения. Потому советским ракетам понадобилась дополнительная ступень, названная разгонным блоком и довыводящая нагрузку так чтобы уменьшить требуемый от спутника импульс формирования ГСО до западных стандартов в 1500..1800 м/с. Понятно, что здесь уже нельзя говорить о ГПО в её изначальном понимании, но лишь о характеристике грузоподъёмности ракеты носителя.

На современном рынке пусковых услуг, в качестве наиболее используемых ГПО негласно приняты 2 стандарта, ГПО-1500 м/с и ГПО-1800 м/с. Данные нехватки характеристической скорости для выхода на ГСО должны компенсироваться целевым космическим аппаратом, что прямо влияет на срок жизни космического аппарата (запас топлива в точке стояния для поддержания положения в пространстве). Вывод на орбиту для ГПО-1800 дороже, чем для ГПО-1500. К примеру, если ракета-носитель Протон-М выводит на орбиту для ГПО-1500 массу 6300 кг, то для ГПО-1800 значение массы будет равно 7100 кг.

Использование

ГПО используется для исследовательских спутников, таких как

Спектр-Р^{[источник не указан 4196 дней]}, а также для телекоммуникационных спутников и мультимедиа передачи данных. Вытянутая элипсовидная орбита даёт долгое время нахождения над определённой территорией, апогей выбирается, исходя из времени прохождения сигнала до спутника и обратно, обычно не превышает 40 тыс.км для телекоммуникационных спутников, для спутника Спектр-Р апогей равен 340 тыс.км, это сделано для получения снимков высокого разрешения, при помощи метода радиолокационного синтезирования апертуры

.

Для беспрерывного покрытия Земли сигналами спутников требуется минимум 3 спутника, запущенных с интервалом обращения по орбите 8 часов.

См. также

Примечания

↑ Геопереходная орбита (неопр.). Дата обращения: 22 марта 2016. Архивировано 14 апреля 2016 года.
↑ Новости об «Ангаре» на «Морском старте» — почему это важно? «Научно-популярно о космосе и астрономии» (неопр.). Дата обращения: 7 июля 2020. Архивировано 21 сентября 2020 года.

[1] Геопереходная орбита (неопр.). Дата обращения: 22 марта 2016. Архивировано 14 апреля 2016 года.

[2] Новости об «Ангаре» на «Морском старте» — почему это важно? «Научно-популярно о космосе и астрономии» (неопр.). Дата обращения: 7 июля 2020. Архивировано 21 сентября 2020 года.

[1]

[2]