На какой высоте летают спутники
Содержание:
- Техническое описание
- Внешние ссылки [ править ]
- Кто определяет идеальную высоту?
- Использует
- Использует
- Что такое космос и где он начинается
- Понятие минимальной, максимальной и идеальной высоты полета воздушного судна
- На какой высоте летают самолеты, спутники и космические корабли?
- Вычисление параметров геостационарной орбиты
- Прочие соображения
- Разработка серии GOES-R
Техническое описание
GTO — это высокоэллиптическая околоземная орбита с апогеем 42 164 км (26 199 миль) или 35 786 км (22 236 миль) над уровнем моря, что соответствует геостационарной высоте. Период стандартной геостационарной переходной орбиты составляет около 10,5 часов. Аргумент перигея таков , что апогей происходит на земле или вблизи экватора. Перигей может находиться где угодно над атмосферой, но обычно ограничивается несколькими сотнями километров над поверхностью Земли, чтобы снизить требования к пусковой установке дельта-V ( ) и ограничить орбитальный срок службы отработанного ускорителя, чтобы сократить космический мусор . При использовании двигателей малой тяги, таких как электрическая силовая установка, для перехода с переходной орбиты на геостационарную орбиту, переходная орбита может быть суперсинхронной (с апогеем выше конечной геостационарной орбиты). Однако для достижения этого метода требуется гораздо больше времени из-за низкой тяги, выводимой на орбиту. Типичная ракета-носитель выводит спутник на суперсинхронную орбиту с апогеем выше 42 164 км. Двигатели спутника малой тяги постоянно вращаются вокруг геостационарных переходных орбит в инерционном направлении. Это инерционное направление устанавливается в векторе скорости в апогее, но с внеплоскостной составляющей. Компонент, находящийся вне плоскости, устраняет начальное наклонение, заданное начальной переходной орбитой, в то время как компонент, лежащий в плоскости, одновременно поднимает перигей и понижает апогей промежуточной геостационарной переходной орбиты. В случае использования переходной орбиты Хомана для выхода на геостационарную орбиту требуется всего несколько дней. При использовании двигателей малой тяги или электрической тяги требуются месяцы, прежде чем спутник достигнет своей конечной орбиты.
ΔV{\ displaystyle \ Delta V}
Наклонение орбиты из GTO является угол между плоскостью орбиты и Земли экваториальной плоскости . Он определяется широтой места пуска и азимутом (направлением) пуска . Наклонение и эксцентриситет должны быть уменьшены до нуля, чтобы получить геостационарную орбиту. Если только эксцентриситет орбиты уменьшить до нуля, результатом может быть геостационарная орбита, но не геостационарная. Поскольку изменение плоскости пропорционально мгновенной скорости, наклон и эксцентриситет обычно изменяются вместе за один маневр в апогее, где скорость наименьшая.
ΔV{\ displaystyle \ Delta V}
Требуемое для изменения наклонения в восходящем или нисходящем узле орбиты рассчитывается следующим образом:
ΔV{\ displaystyle \ Delta V}
- ΔVзнак равно2VгрехΔя2.{\ displaystyle \ Delta V = 2V \ sin {\ frac {\ Delta i} {2}}.}
Для типичного GTO с большой полуосью 24 582 км, скорость в перигее составляет 9,88 км / с, а скорость в апогее — 1,64 км / с, что явно делает изменение наклона гораздо менее затратным в апогее. На практике изменение наклона комбинируется с орбитальной циркуляризацией (или « ударом апогея »), чтобы уменьшить общую сумму для двух маневров. Комбинированный — это векторная сумма изменения наклона и округления , и поскольку сумма длин двух сторон треугольника всегда будет превышать длину оставшейся стороны, общая сумма в комбинированном маневре всегда будет меньше, чем в двух маневрах. Комбинированное можно рассчитать следующим образом:
ΔV{\ displaystyle \ Delta V}ΔV{\ displaystyle \ Delta V}ΔV{\ displaystyle \ Delta V}ΔV{\ displaystyle \ Delta V}ΔV{\ displaystyle \ Delta V}ΔV{\ displaystyle \ Delta V}
- ΔVзнак равноVт,а2+VГЕО2-2Vт,аVГЕОпотому чтоΔя,{\ displaystyle \ Delta V = {\ sqrt {V_ {t, a} ^ {2} + V _ {\ text {GEO}} ^ {2} -2V_ {t, a} V _ {\ text {GEO}} \ cos \ Delta i}},}
где — величина скорости в апогее переходной орбиты, — скорость на ГСО.
Vт,а{\ Displaystyle V_ {т, а}}VГЕО{\ displaystyle V _ {\ text {GEO}}}
Внешние ссылки [ править ]
- (ракетно-космическая техника)
vтеГравитационные орбиты | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Типы |
|
||||||||
Параметры |
|
||||||||
Маневры |
|
||||||||
Орбитальная механика |
|
||||||||
vтеКосмический полет | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Общий |
|
||||||
Приложения |
|
||||||
Полет человека в космос |
|
||||||
Космический корабль |
|
||||||
Направления |
|
||||||
Космический запуск |
|
||||||
Наземный сегмент |
|
||||||
Космические агентства |
|
||||||
|
Кто определяет идеальную высоту?
Помимо того, что высота полета во многом определяется возможностями конкретной модели самолета, крейсерская высота для конкретного места задается такими факторами, как занятость воздушного коридора и погодные условия. Эти условия заблаговременно определяются диспетчерами.
Однако когда самолет набирает высоту и выходит в горизонтальный полет, ситуация может измениться. Если погода резко меняется или на пути следования судна встает грозовой фронт, пилот должен сообщить диспетчеру о смене условий. Также при возникновении технических неполадок и других непредвиденных ситуаций пилот также может менять уровень движения, руководствуясь безопасностью пассажиров.
Таким образом, идеальная высота следования определяется авиаконструкторами, диспетчером и пилотом.
Использует
Большинство коммерческих спутников связи , спутников вещания и SBAS спутники работают на геостационарных орбитах.
Связь
Геостационарные спутники связи полезны, потому что они видны с большой площади земной поверхности, простирающейся на 81 ° как по широте, так и по долготе. Они кажутся неподвижными в небе, что избавляет наземные станции от необходимости иметь подвижные антенны. Это означает, что наземные наблюдатели могут устанавливать небольшие, дешевые и стационарные антенны, которые всегда направлены на нужный спутник. Однако задержка становится значительной, поскольку для прохождения сигнала от наземного передатчика на экваторе на спутник и обратно требуется около 240 мс. Эта задержка создает проблемы для приложений, чувствительных к задержкам, таких как голосовая связь, поэтому геостационарные спутники связи в основном используются для однонаправленных развлечений и приложений, где альтернативы с низкой задержкой недоступны.
Геостационарные спутники находятся прямо над экватором и кажутся наблюдателю ближе к полюсам ниже в небе. По мере увеличения широты наблюдателя связь становится все более сложной из-за таких факторов, как атмосферная рефракция , тепловое излучение Земли, препятствия прямой видимости и отражения сигналов от земли или близлежащих сооружений. На широтах выше примерно 81 ° геостационарные спутники находятся ниже горизонта и их вообще нельзя увидеть. Из-за этого некоторые российские спутники связи используют эллиптические орбиты » Молния» и » Тундра» , которые имеют отличную видимость на высоких широтах.
Метеорология
Всемирная сеть действующих геостационарных метеорологических спутников используется для получения изображений поверхности и атмосферы Земли в видимом и инфракрасном диапазоне для наблюдения за погодой, океанографии и отслеживания атмосферы. По состоянию на 2019 год в работе или в режиме ожидания находится 19 спутников. Эти спутниковые системы включают:
- серия GOES США , эксплуатируемая NOAA
- МЕТЕОСАТ серия, начатая Европейское космическое агентство и управляется Европейская организация спутниковой погоды, ЕВМЕТСАТ
- Республика Корея — многоцелевые спутники COMS-1 и GK-2A .
- российские спутники Электро-Л
- японская серия Химавари
- Китайская серия Фэнъюнь
- Индийская серия INSAT
Эти спутники обычно делают снимки в видимом и инфракрасном спектрах с пространственным разрешением от 0,5 до 4 квадратных километров. Охват обычно составляет 70 °, а в некоторых случаях и меньше.
Снимки с геостационарных спутников использовались для отслеживания вулканического пепла , измерения температуры верхней границы облаков и водяного пара, океанографии , измерения температуры суши и растительного покрова, облегчения прогнозирования траектории циклонов и обеспечения покрытия облаков в реальном времени и других данных отслеживания. Некоторая информация была включена в модели метеорологического прогнозирования , но из-за их широкого поля зрения, постоянного мониторинга и более низкого разрешения изображения с геостационарных спутников погоды в основном используются для краткосрочного прогнозирования в реальном времени.
Навигация
Зоны обслуживания спутниковых систем функционального дополнения (SBAS).
Геостационарные спутники могут быть использованы для усиления GNSS систем пути ретрансляции , и исправлений ошибок (рассчитанные из наземных станций известной позиции) , и обеспечивает дополнительный опорный сигнал. Это повышает точность позиционирования примерно с 5 м до 1 м или меньше.
Прошлые и современные навигационные системы, использующие геостационарные спутники, включают:
- Широкая система усиливающая (WAAS), в ведении Соединенных Штатов Федерального управления авиации (FAA);
- Европейская геостационарная навигационная служба (EGNOS), которым управляет ESSP (от имени ЕС «s GSA );
- Система Многофункциональная Спутниковая усиливающая (MSAS), эксплуатируемые Японии «s Министерство земли, инфраструктуры и транспорта Японии Бюро гражданской авиации (JCAB);
- Система GPS Aided Geo Augmented Navigation (GAGAN), эксплуатируемая Индией .
- Коммерческая навигационная система StarFire , эксплуатируемая John Deere и C-Nav Positioning Solutions ( Oceaneering );
- Коммерческие системы Starfix DGPS и OmniSTAR , эксплуатируемые Fugro .
Использует
Большинство коммерческих спутников связи , спутников вещания и SBAS спутники работают на геостационарных орбитах.
Связь
Геостационарные спутники связи полезны, потому что они видны с большой площади земной поверхности, простирающейся на 81 ° как по широте, так и по долготе. Они кажутся неподвижными в небе, что избавляет наземные станции от необходимости иметь подвижные антенны. Это означает, что наземные наблюдатели могут устанавливать небольшие, дешевые и стационарные антенны, которые всегда направлены на нужный спутник. Однако задержка становится значительной, поскольку для прохождения сигнала от наземного передатчика на экваторе к спутнику и обратно требуется около 240 мс. Эта задержка создает проблемы для приложений, чувствительных к задержкам, таких как голосовая связь, поэтому спутники геостационарной связи в основном используются для однонаправленных развлечений и приложений, где альтернативы с низкой задержкой недоступны.
Геостационарные спутники находятся прямо над экватором и кажутся наблюдателю ближе к полюсам ниже в небе. По мере увеличения широты наблюдателя связь становится более сложной из-за таких факторов, как атмосферная рефракция , тепловое излучение Земли, препятствия прямой видимости и отражения сигналов от земли или близлежащих сооружений. На широтах выше примерно 81 ° геостационарные спутники находятся ниже горизонта и их вообще нельзя увидеть. Из-за этого некоторые российские спутники связи используют эллиптические орбиты » Молния» и » Тундра» , которые имеют отличную видимость на высоких широтах.
Метеорология
Всемирная сеть действующих геостационарных метеорологических спутников используется для получения видимых и инфракрасных изображений поверхности и атмосферы Земли для наблюдений за погодой, океанографии и отслеживания атмосферы. По состоянию на 2019 год в работе или в режиме ожидания находится 19 спутников. Эти спутниковые системы включают:
- серия GOES Соединенных Штатов , эксплуатируемая NOAA
- МЕТЕОСАТ серия, начатая Европейское космическое агентство и управляется Европейская организация спутниковой погоды, ЕВМЕТСАТ
- Республика Корея — многоцелевые спутники COMS-1 и GK-2A .
- российские спутники Электро-Л
- японская серия » Химавари»
- Китайский сериал Фэнъюнь
- Индийская серия INSAT
Эти спутники обычно делают снимки в видимом и инфракрасном спектрах с пространственным разрешением от 0,5 до 4 квадратных километров. Охват обычно составляет 70 °, а в некоторых случаях и меньше.
Снимки с геостационарных спутников использовались для отслеживания вулканического пепла , измерения температуры верхней границы облаков и водяного пара, океанографии , измерения температуры суши и растительного покрова, облегчения прогнозирования траектории циклонов и обеспечения облачного покрытия в реальном времени и других данных отслеживания. Некоторая информация была включена в модели метеорологического прогнозирования , но из-за их широкого поля зрения, постоянного мониторинга и более низкого разрешения изображения с геостационарных метеорологических спутников в основном используются для краткосрочного прогнозирования в реальном времени.
Навигация
Зоны обслуживания спутниковых систем функционального дополнения (SBAS).
Геостационарные спутники могут использоваться для дополнения систем GNSS путем ретрансляции , и поправок на погрешность (рассчитанных по наземным станциям с известным местоположением) и предоставления дополнительного опорного сигнала. Это повышает точность позиционирования примерно с 5 м до 1 м или меньше.
Прошлые и нынешние навигационные системы, использующие геостационарные спутники, включают:
- Широкая система усиливающая (WAAS), в ведении Соединенных Штатов Федерального управления авиации (FAA);
- Европейская геостационарная навигационная служба (EGNOS), которым управляет ESSP (от имени ЕС «s GSA );
- Система Многофункциональная Спутниковая усиливающая (MSAS), эксплуатируемые Японии «s Министерство земли, инфраструктуры и транспорта Японии Бюро гражданской авиации (JCAB);
- Система GPS Aided Geo Augmented Navigation (GAGAN), эксплуатируемая Индией .
- Коммерческая навигационная система StarFire , эксплуатируемая John Deere и C-Nav Positioning Solutions ( Oceaneering );
- Коммерческие системы Starfix DGPS и OmniSTAR , эксплуатируемые Fugro .
Что такое космос и где он начинается
Слово «космос» возникло в Древней Греции. В переводе оно означало порядок, строй, мир. Вселенная рассматривалась как противоположность хаосу и нагромождению материи. Впоследствии понятие трансформировалось. Современная наука относит к космосу пространство вне газовых оболочек небесных тел. Земной атмосферой считается область вокруг планеты, в которой воздушная среда вращается вместе с Землей как единое целое.
Чтобы определить с научной точки зрения начало космоса, нужно понять, где заканчивается атмосфера.
Первой от земной поверхности расположена тропосфера. Здесь сосредоточено около 80% массы атмосферы. Высота ее колеблется от 8-10 на полюсе до 16-18 км в тропиках.
Тропосфера Земли — первая сфера от поверхности Земли. Credit: NASA Solar System Exploration.
Вторая оболочка носит название стратосфера. Она начинается от 8-16 и заканчивается до 50-55 км от поверхности Земли. В интервале 20-30 проходит озоновый слой, защищающий все живое на планете от агрессивного воздействия ультрафиолетовых лучей. За счет их поглощения озоном происходит нагревание воздуха.
Далее до высоты 80 км простирается мезосфера. С увеличением дистанции температура падает до -90° С.
От нее до уровня 500 км расположена термосфера. Газовый состав термосферы подобен приземному, но кислород переходит в атомарное состояние.
Между слоями атмосферы формируются переходные слои: тропопауза, стратопауза, мезопауза, термопауза.
Самый верхний, наиболее разреженный атмосферный слой, — экзосфера. Она состоит из ионизированного газа (плазмы). Частицы здесь могут свободно удаляться в межпланетное пространство. Масса экзосферы меньше атмосферной в 10 млн раз. Нижняя граница начинается от 450 км над Землей, верхняя достигает нескольких тысяч километров.
Таким образом, исходя из своего научного определения космос начнется в экзосфере, где газовая среда не вращается как единое целое вместе с Землей.
Слои атмосферы Земли. Credit: pages.uoregon.edu.
Понятие минимальной, максимальной и идеальной высоты полета воздушного судна
Набор высоты — один из самых важных этапов для успешного полета воздушного судна. Нередко внутри современных пассажирских лайнеров установлены табло, на которых производится демонстрация расстояния, отделяющего самолет от поверхности земли. Чем обусловлена высота полета пассажирского самолета? Как пилот понимает, на каком удалении от земли двигаться?
Все самолеты имеют перечень технических характеристик, который определяется назначением воздушного судна, его модификацией и моделью. Соотношение характеристик определяет для самолета его коридор следования, т. е. уровень воздушного пространства, оптимальный для перемещения.
Существуют различные высоты полета: 1. Истинная – от уровня точки, находящейся непосредственно под воздушным судном. 2. Относительная – от уровня порога ВПП, уровня аэродрома, наивысшей точки рельефа. 3. Абсолютная – от уровня моря.
Границы коридора определяются такими величинами, как максимальная высота и минимальная. В этих пределах самолет может осуществлять перемещение без угрозы утраты контроля над управлением и без повреждения систем машины. Для современных пассажирских самолетов доступные для перемещения уровни находятся в пределах от 9 до 12 км над землей.
Если максимальная высота полета пассажирского самолета определяется техническими возможностями судна и должна соблюдаться для безопасности полета, то и другая характеристика — идеальная — большей степени касается эргономики перемещения.
Идеальное значение также рассчитывается из характеристик конкретного воздушного судна. Это высота, при которой воздушное судно испытывает наименьшее сопротивление воздуха. В первую очередь, при снижении такого сопротивления снижается и расход топлива. Также испытывая минимальное трение о воздух, самолет дольше сохраняет невредимость корпуса и систем.
На какой высоте летают самолеты, спутники и космические корабли?
Граница между атмосферой Земли и космосом проходит по линии Кармана, на высоте 100 км над уровнем моря.
Космос совсем рядом, осознаете?
Итак, атмосфера. Воздушный океан, который плещется у нас над головой, а мы живем на самом его дне. Иначе говоря, газовая оболочка, вращающаяся вместе с Землей, наша колыбель и защита от разрушительного ультрафиолетового излучения. Вот как это выглядит схематично:
Схема строения атмосферы
Тропосфера. Простирается до высоты 6-10 км в полярных широтах, и 16-20 км в тропиках. Зимой граница ниже, чем летом. Температура с высотой падает на 0.65°C каждые 100 метров. В тропосфере находится 80% общей массы атмосферного воздуха. Здесь, на высоте 9-12 км, летают пассажирские самолеты. Тропосфера отделена от стратосферы озоновым слоем, который служит щитом, защищающим Землю от разрушительного ультрафиолетового излучения Солнца (поглощает 98% УФ-лучей). За озоновым слоем жизни нет.
Стратосфера. От озонового слоя до высоты 50 км. Температура продолжает падать, и, на высоте 40 км, достигает 0°C. Следующие 15 км температура не меняется (стратопауза). Здесь могут летать метеозонды и стратостаты*.
Мезосфера. Простирается до высоты 80-90 км. Температура падает до -70°C. В мезосфере сгорают метеоры, на несколько секунд оставляя светящийся след на ночном небе. Мезосфера слишком разрежена для самолетов, но, в то же время, слишком плотна для полетов искусственных спутников. Из всех слоев атмосферы она самая недоступная и малоизученная, поэтому ее называют “мертвой зоной”. На высоте 100 км проходит линия Кармана, за которой начинается открытый космос. На этом официально заканчивается авиация и начинается космонавтика. Кстати, линия Кармана юридически считается верхней границей расположенных внизу стран.
Термосфера. Оставив позади условно проведенную линию Кармана выходим в космос. Воздух становится еще более разреженным, поэтому полеты тут возможны только по баллистическим траекториям. Температура колеблется от -70 до 1500°C, солнечная радиация и космическое излучение ионизируют воздух. На северном и южном полюсах планеты частицы солнечного ветра, попадая в этот слой, вызывают полярные сияния, видимые в низких широтах Земли. Здесь же, на высоте 150-500 км летают наши спутники и космические корабли, а чуть выше (550 км над Землей) – прекрасный и неподражаемый телескоп Хаббл (кстати, люди поднимались к нему пять раз, т.к. телескоп периодически требовал ремонта и технического обслуживания).
Аппарат | Высота над поверхностью Земли, км |
корабль Восток-1 с Юрием Гагариным на борту (12 апреля 1961 года) | перигей** – 175 апогей*** – 302 |
корабль Восход-2 с Алексеем Леоновым и Павлом Беляевым на борту (18-19 марта 1965 года) | перигей – 167 апогей – 475 |
Спутник-1 (первый в мире спутник, запущенный СССР в 1957 году) | перигей – 228 апогей – 947 |
станция Мир (упокоилась в Тихом океане в 2001 году); китайская станция Тянгун-1 | 350 |
Международная Космическая Станция (МКС) | 400 |
космический телескоп Хаббл | 550 |
спутники GPS и ГЛОНАСС | 20 000, впрочем, это уже экзосфера… |
Термосфера простирается до высоты 690 км, дальше начинается экзосфера.
Экзосфера. Это внешняя, рассеянная часть термосферы. Состоит из ионов газа, улетающих в космическое пространство, т.к. сила притяжения Земли больше на них не действует. Экзосферу планеты также называют “короной”. “Корона” Земли имеет высоту до 200 000 км, это примерно половина расстояния от Земли до Луны. В экзосфере могут летать только беспилотные спутники.
*Стратостат – аэростат для полетов в стратосферу. Рекордная высота подъема стратостата с экипажем на борту на сегодня составляет 19 км. Полет стратостата “СССР” с экипажем из 3-х человек состоялся 30 сентября 1933 года.
Стратостат
**Перигей – ближайшая к Земле точка орбиты небесного тела (естественного или искусственного спутника) ***Апогей – наиболее отдаленная от Земли точка орбиты небесного тела
Вычисление параметров геостационарной орбиты
Радиус орбиты и высота орбиты
На геостационарной орбите спутник не приближается к Земле и не удаляется от неё, и кроме того, вращаясь вместе с Землёй, постоянно находится над какой-либо точкой на экваторе. Следовательно, действующие на спутник силы гравитации и центробежная сила должны уравновешивать друг друга. Для вычисления высоты геостационарной орбиты можно воспользоваться методами классической механики и, перейдя в систему отсчета спутника, исходить из следующего уравнения:
,
,
Величина центробежной силы равна:
,
Как можно видеть, масса спутника присутствует как множитель в выражениях для центробежной силы и для гравитационной силы, то есть высота орбиты не зависит от массы спутника, что справедливо для любых орбит и является следствием равенства гравитационной и инертной массы. Следовательно, геостационарная орбита определяется лишь высотой, при которых центробежная сила будет равна по модулю и противоположна по направлению гравитационной силе, создаваемой притяжением Земли на данной высоте.
Центростремительное ускорение равно:
,
Сделаем одно важное уточнение. В действительности, центростремительное ускорение имеет физический смысл только в инерциальной системе отсчета, в то время как центробежная сила является так называемой мнимой силой и имеет место исключительно в системах отсчета (координат), которые связаны с вращающимися телами
Центростремительная сила (в данном случае — сила гравитации) вызывает центростремительное ускорение. По модулю центростремительное ускорение в инерциальной системе отсчета равно центробежному в системе отсчета, связанной в нашем случае со спутником. Поэтому далее, с учетом сделанного замечания, мы можем употреблять термин «центростремительное ускорение» вместе с термином «центробежная сила».
Уравнивая выражения для гравитационной и центробежной сил с подстановкой центростремительного ускорения, получаем:
.
.
рад/с
Можно сделать вычисления и иначе. Высота геостационарной орбиты — это такое удаление от центра Земли, где угловая скорость спутника, совпадающая с угловой скоростью вращения Земли, порождает орбитальную (линейную) скорость, равную первой космической скорости (для обеспечения круговой орбиты) на данной высоте.
Линейная скорость спутника, движущегося с угловой скоростью на расстоянии от центра вращения равна
радиуса
Скорость движения по геостационарной орбите вычисляется умножением угловой скорости на радиус орбиты:
км/с
Длина орбиты
Длина геостационарной орбиты: . При радиусе орбиты 42 164 км получаем длину орбиты 264 924 км.
Длина орбиты крайне важна для вычисления «точек стояния» спутников.
Прочие соображения
Даже в апогее количество топлива, необходимое для уменьшения наклона до нуля, может быть значительным, что дает экваториальным стартовым площадкам существенное преимущество перед теми, что расположены в более высоких широтах. Россия «S Космодром в Казахстане находится на 46 ° северной широты. Космический центр Кеннеди в США находится на 28,5 ° северной широты. Китай «s Вэньчан находится на 19.5 ° северной широты. Космический центр Гвианы , европейский космический корабль » Ариан» и европейский космический корабль «Союз» , находится на 5 ° северной широты . «Бессрочно приостановленный» » Морской старт» был запущен с плавучей платформы прямо на экваторе в Тихом океане .
Одноразовые пусковые установки обычно достигают GTO напрямую, но космический корабль, уже находящийся на низкой околоземной орбите ( LEO ), может войти в GTO, запустив ракету вдоль своей орбиты, чтобы увеличить ее скорость. Это было сделано при запуске геостационарных космических аппаратов с космического корабля «Шаттл» ; «двигатель удара перигея», прикрепленный к космическому кораблю, загорелся после того, как шаттл отпустил его и ушел на безопасное расстояние.
Хотя некоторые пусковые установки могут доставлять свои полезные нагрузки полностью на геостационарную орбиту, большинство завершают свои миссии, выпуская свои полезные нагрузки в GTO. Затем космический корабль и его оператор отвечают за выход на конечную геостационарную орбиту. 5-часовой выбег до первого апогея может быть дольше, чем время автономной работы ракеты-носителя или космического корабля, и маневр иногда выполняется в более позднем апогее или разделен между несколькими апогеями. Солнечная энергия, доступная на космическом корабле, поддерживает миссию после отделения ракеты-носителя. Кроме того, многие пусковые установки теперь несут несколько спутников при каждом запуске, чтобы снизить общие затраты, и эта практика упрощает миссию, когда полезные нагрузки могут быть предназначены для разных орбитальных позиций.
Из-за этой практики мощность пусковой установки обычно указывается как масса космического корабля для GTO, и это число будет выше, чем полезная нагрузка, которая может быть доставлена непосредственно в GEO.
Например, грузоподъемность (адаптер и масса космического корабля) Delta IV Heavy составляет 14 200 кг на GTO или 6750 кг непосредственно на геостационарную орбиту.
Если маневр от GTO до GEO должен быть выполнен с одним импульсом, как с одиночным твердотопливным двигателем, апогей должен наступить при пересечении экваториальной оси и на синхронной высоте орбиты. Это подразумевает аргумент перигея 0 ° или 180 °. Поскольку аргумент перигея медленно изменяется из-за сжатия Земли, он обычно смещается при запуске, так что он достигает желаемого значения в подходящее время (например, обычно это шестой апогей при запусках Ariane 5 ). Если наклон GTO равен нулю, как в случае с морским стартом , то это не применимо. (Это также не применимо к непрактичной GTO, наклоненной на 63,4 °; см. Орбиту Молния .)
Предыдущее обсуждение в первую очередь было сосредоточено на случае, когда переход между НОО и ГСО осуществляется с одной промежуточной переходной орбитой. Иногда используются более сложные траектории. Например, « Протон-М» использует набор из трех промежуточных орбит, требующих запуска пяти разгонных ракет для вывода спутника на геостационарную орбиту с высоконаклонного участка космодрома Байконур в Казахстане . Из-за высокой широты и дальности полета Байконура из соображений безопасности, которые блокируют запуски непосредственно на восток, требуется меньше дельта-v для перевода спутников на геостационарную орбиту за счет использования суперсинхронной переходной орбиты, где апогей (и маневр для уменьшения наклона переходной орбиты) находятся на более высоком уровне. высота более 35 786 км, геосинхронная высота. «Протон» даже предлагает совершить суперсинхронный маневр в апогее в течение 15 часов после запуска.
Разработка серии GOES-R
В сентябре 2006 года NOAA сократило запланированное количество спутников GOES-R с четырех до двух из-за проблем с перерасходом средств. Запланированный график поставок также был замедлен для снижения затрат. Ожидаемая стоимость серии $ 7,69 млрд увеличение на $ 670 миллионов от предварительных оценок 7 миллиардов долларов.
Контракт на строительство спутников и производство магнитометров, SUVI и GLM был присужден Lockheed Martin. Эта награда была оспорена проигравшим участником аукциона Boeing; Однако впоследствии протест был отклонен.
Инструмент ABI был поставлен L3Harris (ранее ITT Exelis ). SEISS был предоставлен Assurance Technology Corporation.
XRS и клапан EUV в настоящее время объединены в экстремальном ультрафиолет и X-Ray облученности Датчики (Exis), который был доставлен в лаборатории для атмосферы и космической физики в Университете Колорадо .
Контракт на наземную систему, включая обработку данных, был присужден группе во главе с подразделением Weather Systems компании L3Harris , включая субподрядные контракты с Boeing, атмосферными и экологическими исследованиями (AER), Honeywell , Carr Astronautics, Wyle Laboratories и Ares .