Тема: Определение координат спутника в заданный момент времени

Цель работы: рассмотреть несколько спутников и определить их место нахождения в заданный момент

Теоретические сведения:

Спутник, обращающийся на геостационарной орбите, находится под воздействием ряда сил (возмущений), изменяющих параметры этой орбиты. В частности, к таким возмущениям относятся гравитационные лунно-солнечные возмущения, влияние неоднородности гравитационного поля Земли, эллиптичность экватора и т. д. Деградация орбиты выражается в двух основных явлениях:

1) Спутник смещается вдоль орбиты от своей первоначальной орбитальной позиции в сторону одной из четырех точек стабильного равновесия, т. н. «потенциальных ям геостационарной орбиты» (их долготы 75, 3°E, 104, 7°W, 165, 3°E, и 14, 7°W) над экватором Земли;

2) Наклонение орбиты к экватору увеличивается (от первоначального 0) со скоростью порядка 0.85 градуса в год и достигает максимального значения 15 градусов за 26.5 лет.

Для компенсации этих возмущений и удержания спутника в назначенной точке стояния спутник оснащается двигательной установкой (химической или электроракетной). Периодическими включениями двигателей малой тяги (коррекция «север-юг» для компенсации роста наклонения орбиты и «запад-восток» для компенсации дрейфа вдоль орбиты) спутник удерживается в назначенной точке стояния. Такие включения производятся по нескольку раз в несколько (10-15) суток. Существенно, что для коррекции «север-юг» требуется значительно большее приращение характеристической скорости (около 45-50 м/с в год), чем для долготной коррекции (около 2 м/с в год). Для обеспечения коррекции орбиты спутника на протяжении всего срока его эксплуатации (12-15 лет для современных телевизионных спутников) требуется значительный запас топлива на борту (сотни килограммов, в случае применения химического двигателя). Химический ракетный двигатель спутника имеет вытеснительную подачу топлива (газ наддува-гелий), работает на долгохранимых высококипящих компонентах (обычно несимметричный диметилгидразин и диазотный тетраоксид). (Несимметри́ чный диметилгидрази́ н (НДМГ, «гепти́ л», 1, 1-диметилгидрази́ н) — компонент высококипящего (имеющего температуру кипения выше 0 С) ракетного топлива. В качестве окислителя в паре с НДМГ часто применяется тетраоксид азота (АТ), чистый или в смеси с азотной кислотой, известны случаи применения чистой кислоты и жидкого кислорода. Для улучшения свойств может использоваться в смеси с гидразином, известной как Аэрозин.

Широко применяется в ракетной технике. В частности, на российской РН «Протон», российско-украинских РН «Днепр», «Космос», украинской РН «Циклон»; американских — семейства «Титан»; французских — семейства «Ариан»; в двигательных установках пилотируемых кораблей, спутников, орбитальных и межпланетных станций, а также некоторых баллистических ракет.

На ряде спутников устанавливаются плазменные двигатели. Их тяга существенно меньше по отношению к химическим, однако большая эффективность позволяет (за счет продолжительной работы, измеряемой десятками минут для единичного маневра) радикально снизить потребную массу топлива на борту. Выбор типа двигательной установки определяется конкретными техническими особенностями аппарата.

Эта же двигательная установка используется, при необходимости, для маневра перевода спутника в другую орбитальную позицию. В некоторых случаях — как правило, в конце срока эксплуатации спутника, для сокращения расхода топлива коррекция орбиты «север-юг» прекращается, а остаток топлива используется только для коррекции «запад-восток».

Запас топлива является основным лимитирующим фактором срока службы спутника на геостационарной орбите.

Порядок выполнения работы:

В закладке “отображение” можно выбрать тип карты Радар, отображаем место расположение спутника на небе относительно выбранной точки на Земле (точки наблюдения) как в реальном, так и в режиме Симуляции.

Быстрое меню находится в верхнем правом углу рабочего окна. Или вызывается с помощью клавиши ESC.

Правая Панель содержит список загруженных объектов (спутников), а также данные об их месторасположении (и других космических объектов).

Bottom Panel

Help: содержит информацию о программе

Screen Shot(ALT+SHIFT+F2): Сохраняет текущие картинку с экрана в формате BMP.

Minimize Application: Сворачивает приложение

Close application (ALT+F4): Сохраняет настройки и закрывает программу

Setup: Вызывает окно настроек Орбитрона

Load settings: Загружает настройки из INI File.

Save settings: Сохраняет настройки в INI File. При закрытии программы Орбитрон сохраняет все настройки, но вы можете создать свою собственную конфигурацию для ускорения работы.

Message Board System: открывает MBS окно, на котором вы можете найти информацию о новых версия продукта.

NightLife: преображение цветовой гаммы в мягкие тоня для защиты глаз от ярких бликов экрана

Hide Bottom Panels (Ctrl+Space): Используется для сворачивая нижний панели

Maximize viewport (Ctrl+Enter): для максимального увеличения окна.

Full screen/ Window Mode

Refresh interval: определяет интервал расчета данных.

Информация на правой панели, отображает сведения об активном спутнике, а также о солнце:

Sun and moon data similarly as satellite...Sun and moon data similarly as satellite... Панель времени

Панель времени отображает информацию о настоящем или симуляционном временном режиме. Также она отображает контрольные настройки времени. Можно скрывать или активировать панель с помощью клавиши F11, изменение настроек возможно правым кликом.

RT/SIM

Режим настоящего времени / Режим симуляции

CLOCK

Панель работает в режиме часов

AUTO-FWD/AUTO-BCK

Автоматическая перемотка вперед/Режим отмотки времени назад

LCL/UTC

Работа программы в режиме локального времени/время UTC

Контрольные вопросы:

1. На какие сегменты разделяются спутниковые системы связи?

2. Что называется космическим сегментом?

3. Что называется наземным сегментом?

4. Поясните упрощенную схему бортового ретранслятора?