Nehmen Sie die Annäherung an, dass die Erde kugelsymmetrisch ist – ohne Gravitationsmultipole höherer Ordnung, und andere Effekte, die mit der Schwerkraft anderer Körper oder der Umlaufbahn der Erde um die Sonne zusammenhängen könnten, werden ignoriert. Bei einer kreisförmigen Umlaufbahn wäre "unten" ein Vektor, der auf den Erdmittelpunkt zeigt, und ich denke, der "Nadir" würde in genau die gleiche Richtung verlaufen.
Aber haben „unten“ und „Nadir“ in einer realistischen kreisförmigen Umlaufbahn eine nuanciertere Bedeutung durch Konvention oder Verwendung?
Zum Beispiel gibt es einen Vektor, der senkrecht zur Momentangeschwindigkeit und zum Bahndrehimpuls ist, einen anderen, der der lokale Gravitationsgradient ist, und noch einen, der auf den Massenmittelpunkt der Erde zeigt.
All dies könnte als ungefähr "unten" oder in Richtung des "Nadirs" angesehen werden, aber wird eines davon (oder etwas anderes) bevorzugt oder durch Konvention verwendet?
Hinweis: Diese Frage fragt viel mehr als nur Wie heißen diese Ausrichtungen im Orbit?
Hier gibt es einige Feinheiten. Die Bereiche, in denen das Konzept des Nadirs am wichtigsten ist, sind auf den Nadir zeigende Erdbeobachtungssatelliten, Satellitenformationsflüge und Rendezvous- und Annäherungsoperationen. Die beiden letzteren verwenden fast unvermeidlich irgendeine Form eines lokalen vertikalen/lokalen horizontalen Rahmens (auch bekannt als Hügelrahmen), in dem die Vertikale (dh Nadir und Zenit) zum/vom Erdmittelpunkt zeigt. Dies liegt hauptsächlich an der Verwendung der linearisierten Clohessy-Wiltshire-Gleichungen in diesen Bereichen.
Der erste verwendet fast zwangsläufig den Nadir als Hinweis auf den Subsatellitenpunkt, der normalerweise eher den geodätischen Subsatellitenpunkt als den geozentrischen Subsatellitenpunkt bezeichnet. Der geozentrische Subsatellitenpunkt ist dort, wo die Linie, die den Erdmittelpunkt mit dem Satelliten verbindet, die Erdoberfläche schneidet. Der geodätische Subsatellitenpunkt ist der Punkt auf der Oberfläche des Referenzellipsoids, der dem Satelliten am nächsten ist. Dies entspricht dem Punkt auf dem Ellipsoid, an dem sich der Satellit im Zenit befindet ("gerade nach oben"). Wenn Sie den Nadir als Hinweis auf den Erdmittelpunkt verwenden, wird dieser geodätische Subsatellitenpunkt für einen Satelliten in einer sonnensynchronen Umlaufbahn um bis zu 21 km verfehlt.
Eine noch subtilere Bedeutung ist, dass der Nadir in die Richtung des Punktes auf dem Geoid zeigt, der dem Satelliten am nächsten ist. Dieses Konzept ist bei Satellitenaltimetriemessungen der Meeresoberflächenhöhe wichtig. Wenn dieser Punkt innerhalb der Strahlbreite des Radar-Höhenmessers liegt, wird dieser Punkt als die Höhe des Satelliten registriert. Ein anderer Punkt wird einen falschen Messwert liefern, wenn dieser Punkt außerhalb der Strahlbreite des Höhenmessers liegt. Die Entfernung zwischen diesem Punkt und dem geodätischen Subsatellitenpunkt kann fast einen Kilometer betragen.
In der ISS-Betriebsgemeinschaft werden "Zenit" und "Nadir" üblicherweise verwendet, um sich auf die Z-Achsenrichtungen relativ zur ISS zu beziehen, anstatt speziell auf die Erde zeigende Richtungen. (Obwohl sie diese Namen bekommen haben, weil die ISS normalerweise in einer Fluglage fliegt, die die sogenannte Nadirrichtung auf die Erde zeigt).
Hier ist ein Beispiel aus einem Besatzungsverfahren, bei dem einer der Docking-Ports des Knotens als Nadir-Port bezeichnet wird - "ISS-Koordinaten gehen von MPLM auf Node Nadir aus". Eine 180-Grad-Neigung der Station würde natürlich nicht dazu führen, dass sich dieser Name ändert.
Hier ist ein Bild aus einer „ISS Location Coding“-Lektion, das dasselbe Konzept zeigt.
GdD
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Benutzer10509
David Hammen
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