In welchen Umlaufbahnen werden Starlink-Satelliten jetzt eingesetzt? Wie tief gehen sie auf ihrem ersten Perigäum?

In meiner Antwort auf Delta-V von Starlink-Satelliten schätze ich mit 2 kg Krypton, basierend auf dem Anheben von nur einer kreisförmigen Umlaufbahn von 445 km auf eine kreisförmige Umlaufbahn von 550 km, eine kugelförmige Kuhumschlagrückseite von 190 m / s .

raising 445 to 550 km        58 m/s
keeping it there             20 m/s
bringing it down            112 m/s

Total                       190 m/s

Ich habe mir gerade das SpaceX-Video für die Starlink-Mission vom 20. Januar 2021 angesehen und die auf dem Bildschirm angezeigte Höhe (vermutlich relativ zu 6378 km) tabelliert. Der Downlink zu Bodenstationen ist lückenhaft und manchmal bleiben die angezeigten Zahlen für längere Zeit unverändert (nicht aktualisieren) und springen dann, daher habe ich nur Daten aufgenommen, die "live" zu sein scheinen, dh regelmäßig aktualisiert werden, wenn ich die Daten aufzeichne.

Was dabei herausgekommen ist hat mich überrascht!

Der Callout für SECO-1 08:55war nur bei 167 km, und an diesem Punkt nahm die Höhe bis zum Einsatz mit maximaler Geschwindigkeit zu! Für eine Umlaufbahn mit so geringer Exzentrizität können wir erwarten, dass sich die Höhe ungefähr sinusförmig mit der Zeit in einem Zeitraum von etwa 90 Minuten ändert, und meiner Meinung nach werden diese Satelliten die Atmosphäre in etwa einer Stunde treffen, wenn nichts unternommen wird.

Aber das sieht nicht wirklich nach einer Sinuswelle mit einer Periode von 90 Minuten aus. Ja, die Umlaufbahn hat eine Neigung von 53 Grad, und das in Anbetracht J 2 vielleicht müssen diese Zahlen an die äquatoriale Wölbung der Erde angepasst werden, also betrachten Sie all dies einfach als Beweis früherer Forschung und nicht als Behauptung oder Prämisse.

Frage: In welchen Umlaufbahnen werden jetzt Starlink-Satelliten eingesetzt? Wie tief gehen sie auf ihrem ersten Perigäum? Fangen sie sofort an, sich selbst zu erziehen? Würden sie "die Atmosphäre treffen" oder zumindest eine beträchtliche Menge an Energie auf ihrem ersten Perigäum verlieren, wenn sie es nicht täten?

T+ (minutes)  altitude (km)
    10             170
    15             185
    20             201 
    25             216
    30          loss of telemetry
    35          loss of telemetry
    40             253
    45             260
    50           loss of telemetry 
    55           loss of telemetry
    60           loss of telemetry 
    64             286

Starlink20. Januar 2021 Höhe der 2. Stufe nach SECO-1 und vor dem Einsatz

Starlink20. Januar 2021 Höhe der 2. Stufe nach SECO-1 und vor dem Einsatz

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

info = ((10, 170), (15, 185), (20, 201), (25, 216), (40, 253),
        (45, 260), (64, 286))

minutes, altitude = np.array(list(zip(*info))).astype(float)

plt.plot(minutes, altitude)
plt.plot(minutes, altitude, 'ok')
plt.xlabel('time since launch (min)')
plt.ylabel('altitude (above 6378 km?)')
plt.subplots_adjust(left=0.2, bottom=0.2)
plt.show()

"""
    T+ (minutes)  altitude (km)
        10             170
        15             185
        20             201 
        25             216
        30          loss of telemetry
        35          loss of telemetry
        40             253
        45             260
        50           loss of telemetry 
        55           loss of telemetry
        60           loss of telemetry 
        64             286
"""
Haben Sie die zweite Verbrennung der zweiten Stufe berücksichtigt (@ ~ T + 44 Minuten in dem von Ihnen verlinkten Video)?
@BrendanLuke15 Gab es einen? Alles, was ich tun muss, ist das Video, und ich habe keine Erwähnung davon bemerkt. Haben Sie weitere Informationen? Wann war es? Es gibt große Lücken in der Telemetrie und ich habe das Audio während einiger Strecken nicht gehört.
Ja, es gab einen, der Webcast sagt, dass es nur eine Sekunde gedauert hat, also mache ich Ihnen keinen Vorwurf, dass Sie ihn verpasst haben! Ich werde eine Antwort mit weiteren Details zum Bereitstellungsorbit hinzufügen
Großartig! Mir ist aufgefallen, dass die Simulation in flightlcub.io für Starlink v1.0 L16 auch keine erwähnt. Danke!

Antworten (1)

Die Website von Jonathan McDowells Space Report (planet4589.org) hat eine Seite für Starlink-Statistiken. Es zeigt, dass die meisten Starlinks (siehe Starlink L26, Rideshare!) aus einer Umlaufbahn von ~270 km starten .

Ich habe einige TLEs ( Space-Track.org ) von Falcon 9-Zweitstufen und Trümmern von einigen der neuesten Starlink-Starts gefunden, die dies unterstützen (früheste Starlink-TLEs, die ich gefunden habe, zeigen sie bereits bei ~ 290 km und kreisförmig):

Trümmer der zweiten Stufe von Starlink L25 (Start am 4. Mai um 19:01 UTC):

1 48413U 21038BN  21132.52488535  .00253791  39528-4  39172-3 0  9996
2 48413  53.0519   5.2321 0014496 204.7636 155.2701 16.03554980  1249
Translated:
274 km x 255 km @ May 13, 2021 12:35 UTC

Trümmer der zweiten Stufe von Starlink L27 (Start am 9. Mai um 06:42 UTC):

1 48488U 21040BN  21136.63586469  .00218404  32376-4  32510-3 0  9997
2 48488  53.0499 186.9839 0012307 224.9858 135.0177 16.04251274  1185
Translated:
271 km x 254 km @ May 17, 2021 15:15 UTC

Trümmer der zweiten Stufe von Starlink L28 (Start am 26. Mai um 18:59 UTC):

1 48701U 21044BR  21152.58405575  .00232318  35463-4  32696-3 0  9994
2 48701  53.0508  36.4200 0016145 183.9666 176.1241 16.05031044   932
Translated:
271 km x 250 km @ June 2, 2021 14:01 UTC

Die TLEs sind alle etwa eine Woche nach dem Start, aber da die Objekte als Trümmer von Falcon 9 identifiziert wurden, haben sie ihre Umlaufbahn seit dem Start nicht geändert und geben uns somit einen guten Hinweis auf die anfängliche Einsatzbahn von Starlink (fügen Sie einige Kilometer oder so hinzu, um dies zu berücksichtigen). eine Woche Orbitalzerfall).

Die zweite Stufe führte in der fraglichen Mission um T+45:49 eine zweite Zündung durch, die eine Geschwindigkeit von 131 km/h (36,4 m/s) (aus Webcast-Telemetrie) hinzufügte, um die Umlaufbahn zu kreisförmigisieren und ein Auftreffen auf die erkennbare Atmosphäre zu vermeiden. Ich habe versucht, eine grobe Umlaufbahnbestimmung mit den begrenzten Höhen- und Geschwindigkeitsdaten aus dem Webcast durchzuführen. Es ist jedoch unklar, was der Referenzrahmen für die Geschwindigkeitsdaten ist, also vertrauen Sie diesen Zahlen nicht zu sehr (beachten Sie die wachsende Exzentrizität, die große Halbachse bleibt jedoch konstant):

Apsis-Höhen SMAs

Rohdaten:

210 km x -653 km coast orbit, 276 km x -615 km final orbit

Mit hinzugefügter anfänglicher Erdrotationsgeschwindigkeit (221 m / s bei 28,5 ° Breite):

220 km x 13 km coast orbit, 279 km x 67 km final orbit

nicht zu schäbig

Die oben verlinkte Starlink-Statistikseite zeigt auch, dass die Satelliten etwa ein oder zwei Tage nach dem Start damit zu beginnen scheinen, ihre Umlaufbahnen anzuheben , was an der charakteristischen Abnahme der Umlaufbahnhöhe für die ersten paar Trackpunkte zu erkennen ist.

Ah, ich sehe, was du getan hast, denke ich; Da die TLEs erst etwa eine Woche nach dem Start auftauchen, haben Sie sich für eines dieser i.stack.imgur.com/6ZgvM.png entschieden , das höchstwahrscheinlich nie seinen eigenen Antrieb verwendet hat und einen natürlichen Orbitalzerfall aufweist und vom TLE stammt ein ~ 1 Woche alter Orbit i.stack.imgur.com/25VXo.png (ich habe pastebin.com/WD9r30HR verwendet ), um zu dem Schluss zu kommen, dass er wahrscheinlich nur ein bisschen höher als dieser eingesetzt wurde und daher danach nicht in die Atmosphäre eingedrungen wäre Einsatz?
Ich denke, Ihre Beobachtung , dass es in etwaT+00:46:08 eine zweite Verbrennung der zweiten Stufe gab, ist auch wichtig, um sie in die Antwort aufzunehmen, da dies erklärt, warum sie die Atmosphäre nicht treffen und bei ihrer ersten Periapsis verbrennen, was etwas ist, was ich ' habe nachgefragt.
Tolle Antwort, tolle Arbeit; Ich denke, wenn Sie noch einige dieser Details hinzufügen, kann ich es einfach akzeptieren und es als schlüssig bezeichnen. Danke!
Übrigens hat mich deine Antwort dazu veranlasst, hier alles zu verdoppeln !