Особенности наземно-космической связи с орбитальными аппаратами.

Возникли проблемы с миссией на Марс и нашим «Фобосом» и здесь появился вопрос: почему наш «Роскосмос» запросил помощь у Австралийцев для связи с нашим аварийным «Фобосом»? Когда написал ответ, понял что он такой любопытный, что можно и здесь его опубликовать.

Особенности наземно-космической связи с орбитальными аппаратами.

Земля круглая (точнее, это эллипс),  а ось её вращения наклонена. Орбитальный аппарат (ОА) в свою очередь, имеет собственный угол относительно оси вращения земли  который может варьироваться в некотором диапазоне, который в свою очередь  зависит от массы выводимого ОА и мощности ракетного  носителя, т.к. доставить 50 кг. груза на орбиту, лежащую в плоскости космодрома, совсем не тоже самое, что доставить те-же 50 кг. на орбиту, точно проходящую над полюсами планеты. Поэтому, выведенный ОА может оказаться в зоне видимости наземных РЛС привязанных к территории страны-запуска очень короткое время. Для этого и требуются приёмо-передающие «тарелки» размещенные в самых разных уголках планеты. Орбиты у всех аппаратов разные, и даже с такой большой территории как наша страна, всё равно будут образовываться «слепые зоны».

Наверное, проще это показать графически.

1.0 Посмотрите, пожалуйста, на изображение:

Пример гелиостационарной орбиты

В данном случае, приведён пример идеальной, геостационарной  экваториальной орбиты. Т.е. аппараты так высоко над Землёй (~ 35 000 км.) а скорость их орбитального обращения настолько высока, что они как бы зависли над одной точкой планеты. Спутники летят в ту же сторону, куда вращается Земля.  При такой ситуации сеть наземных станций слежения не требуется.

2.0 Ситуация радикально меняется, когда орбита аппарата не совпадает с направлением вращения земли и более того, находится в другой плоскости. Вот так:

wds

Земля крутится в одну сторону,  а аппарат вращается вокруг земли, но со своим наклоном орбиты.

2.1 Вот и получается примерно такая проекция траектории орбиты аппарата на земную поверхность:

— в случае низкоорбитального спутника:

rrrr

— и для аппаратов на более высокой (но не геостационарной ) орбите:
проекция траектории орбиты аппарата на земную поверхность
В обоих случаях можно видеть, что не всегда орбита аппарата пересекает нашу территорию.

Применительно к текущей ситуации с «Фобосом» могу лишь предположить, что предпринимаются попытки перезаписать управляющий софт на аппарате, на перезаливку которого, попросту не хватает времени из-за крайне малого времени нахождения ОА над нашей территорией.

Posted in Без рубрики