7. Параметры орбиты спутника
Траектория движения искусственного спутника земли (ИСЗ) называется его орбитой.
Орбита – это плоская кривая 2 порядка (окружность или эллипс), в одной из фокусов которой находится центр масс, притягивающий тело. Движение спутника происходит в плоскости, сохраняющей свою пространственную ориентацию.
Две плоскости (плоскость орбиты, плоскость экватора), эллипс
G – действительный фокус, где находится центр масс (Земля).
G’ – мнимый фокус.
S – спутник (где-то на орбите)
r – радиус-вектор спутника (GS)
|r| - геоцентрическое расстояние (число)
Система координат X,Y,Z – это абсолютная (звездная) система координат – это декартова система координат, неподвижная относительно звезд.
Ось Z направлена вдоль оси вращения земли и указывает на север.
Ось X – точка весеннего равноденствия – там находится солнце 22 марта по GMT.
Плоскость OXY совпадает с плоскостью экватора.
П – перигей – ближайшая к притягивающему центру масс точка орбиты.
А – апогей – наиболее удаленная от притягивающего центра масс точка орбиты.
АП – это линия апсид – линия, проходящая через фокусы и соединяющая апогей и перигей
Угол v – это истинная аномалия – угол между линией апсид и радиус-вектором
ВН – это линия узлов – линия пересечения плоскости орбиты с плоскостью экватора.
В – восходящий узел орбиты – это точка, в которой орбита пересекает плоскость экватора в приближении спутника с юга на север
Н – нисходящий узел орбиты – это точка, в которой орбита пересекает плоскость экватора в приближении спутника с севера на юг.
i – наклонение орбиты – угол между плоскостью орбиты и плоскостью экватора.
omega – долгота восходящего узла – угол между положительным направлением абсциссы (осью x) и линией углов в сторону восходящего узла.
u – аргумент широты спутника – это угол между линией узлов и радиус-вектором
omegasmall – аргумент перигея – это угол между линией узлов и линией апсид направлении перигея.
O – делит апсид пополам, перпендикулярно ей к орбите – C.
AO = a – большая полуось эллипса.
CO = b – малая полуось эллипса.
e – эксцентриситет эллипса – показывает степень сжатия эллипса.
e=sqrt( 1-(a2/b2) ) – степень сжатия. 0=окружность.
T – период обращения – время между двумя последовательными прохождениями спутником одной и той же точки орбиты.
8. Виды орбит исз
1. Полярные орбиты, i~90o; такие спутники могут быть использованы для съемки любой точки планеты, но вывод спутника на такую орбиту сложен и очень затратен
2. Экваториальные орбиты i~0o; плоскости орбиты и экватора практически совпадают. Полюса и средние широты не снять.
3. Круговые орбиты. e=0. Одинаковая высота полета, будет один масштаб.
4. Стационарные орбиты. i~0, e=0; Экваториальная и круговая. Период обращения таких спутников равен периоду обращения земли. Неподвижен относительно поверхности земли.
5. Орбиты солнечно-синхронные. Им свойственно обеспечение одинаковой освещенности земной поверхности вдоль трассы полета космического аппарата. Параметры орбиты выбираются таким образом, чтобы плоскость орбиты поворачивалась вокруг земной оси, причем угол спутникового разворота по знаку и величине равен угловому перемещению земли вокруг солнца.
6. Незамкнутые, т.е. парабола или гипербола вместо эллипса. Используется для вывода космических аппаратов.