Können kleine Satelliten in MEO oder GEO umkreisen?

Ich forsche zur Satellitentechnologie und beschäftige mich insbesondere mit dem Aufstieg und den Auswirkungen der Smallsat-Technologie. Soweit ich weiß, gibt es derzeit keine Satelliten außerhalb von LEO, die als Smallsats eingestuft würden. Hier ist ein Link zu einer Liste aller oder der meisten Satelliten, die sich derzeit im Orbit befinden.

Wikipedia definiert Smallsats als alles unter 500 kg, während die NASA den Grenzwert auf 180 kg setzt.

Für erdbasierte Umlaufbahnen scheint es, dass je weiter entfernt der Satellit ist, desto größer ist er. Ich frage mich nur, ob das immer so sein wird.

Es gab sicherlich viele kleine Satelliten in der Erdumlaufbahn, die weiter entfernt waren als LEO. Einige in den Weltraum jenseits der Erdumlaufbahn vollständig. Wikipedia sagt, dass kleine Satelliten oder Kleinsatelliten alles unter 500 kg sind ! Aber ich denke, Sie interessieren sich wirklich für das modernere standardisierte Format namens CubeSats . Wenn Sie über LEO hinaus nach CubeSats fragen möchten, sollten Sie Ihre Frage wahrscheinlich bearbeiten.
Vielen Dank für Ihren Kommentar. Können Sie mir ein Beispiel für einen kleinen Satelliten geben, der über LEO hinausgegangen ist? Ich finde kein einziges Beispiel. Ich bin gerade die Liste im obigen Link durchgegangen, und ich sehe kein Beispiel in den ersten 1.000 aufgelisteten Satelliten. Der leichteste GEO-Satellit, den ich finden konnte, war etwa 700 kg schwer, was ungefähr der Größe aller MEO-Satelliten entspricht.
Sie sind möglicherweise nicht in Ihrer Liste, weil Ihre Liste sehr begrenzt ist – nur derzeit und nur im Erdorbit . Einige haben möglicherweise Umlaufbahnen, die verfallen sind, und einige sind möglicherweise auf dem Mond abgestürzt, und einige sind möglicherweise in den Weltraum vorgedrungen. Es gibt zwar große Unterschiede, aber je weiter etwas in den Weltraum vordringen muss, desto leichter ist es in der Regel. Ihre Liste kann also die leichteren ausschließen, die über die Erde hinausgehen. Ich würde Ihnen empfehlen, nach einer größeren Liste zu suchen!
Ich habe die Frage nur geändert, um sie klarer zu machen, denn worauf ich hinaus will, sind Satelliten, die um die Erde herum leben. Außerdem dachte ich gerade an eine Deep-Space-Mission mit einem Smallsat - SMART-1. Aber ... laut NASA, die sagt, dass Smallsats alles unter 180 kg wiegen, wäre es eigentlich kein Smallsat.
OK, bitte beachten Sie, dass Sie beginnen sollten, das "@"-Symbol vor dem Namen einer Person zu verwenden, wenn Sie eine Nachricht an eine bestimmte Person senden möchten. In diesem Fall habe ich eine Meldung in meinem Posteingang erhalten, aber das passiert nicht immer. Ich empfehle Ihnen, in Ihrer Frage zu definieren, was "Smallsat" bedeutet, und einen Link hinzuzufügen. Möchten Sie Wikipedias 500 kg oder NASAs 180 kg (wo haben Sie das gefunden, zeigen Sie den Link!) Oder möchten Sie speziell Cubesats?
@uhoh Hier ist der NASA-Link .
+1für deine Bearbeitung(en)! Der Titel Ihrer Frage lautet "Ist es möglich ..." und natürlich ist es möglich. Möchten Sie wissen, ob es möglich ist, oder ob es passieren wird, oder möchten Sie sicherstellen, dass es in der Vergangenheit nicht passiert ist ? Oder möchten Sie, dass die Antwort völlig ignoriert, was in der Vergangenheit passiert ist? Ok viel Glück!

Antworten (2)

Nachtrag: Apollo 15 brachte den Partikel- und Feldsatelliten in die Mondumlaufbahn. Es lieferte Daten von August 1971 bis Januar 1973.

Es wog 36,3 Kilogramm.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Quelle

Liebe das Foto! Wer ist der Raumkünstler ... Ähem. Waren nicht zumindest einige der frühen Mondsonden auch in diesem Massenbereich (zumindest Trockengewicht), wenn man bedenkt, dass sie teilweise aus Holz bestanden ?

Diese Antwort befasst sich hauptsächlich mit dem letzten Teil der Frage „ Bei erdbasierten Umlaufbahnen scheint es, dass je weiter entfernt der Satellit ist, desto größer ist er. Ich frage mich nur, ob dies immer der Fall sein wird. “ (Anmerkung zum Zeitpunkt von Die Beantwortung des Fragentitels lautete " Ist es für kleine Satelliten möglich, in MEO oder GEO zu kreisen ", was die einfache Antwort "Ja" hat.)

Die einfache Antwort ist, dass es wahrscheinlich, aber nicht unvermeidlich ist, dass Satelliten, die zu MEO und GEO gestartet werden, größer sein können.

Optionen

Die Ausgangsprämisse ist, dass höhere Umlaufbahnen mehr Energie erfordern, um von der Erdoberfläche zu gelangen. Danach in typischen Begriffen sprechen:

  1. Bei einer Lieferung direkt durch die Trägerrakete kostet dies mehr pro kg als bei einer LEO-Lieferung, oder der Kleinsatellit muss eine „Mitfahrgelegenheit“ finden. Kleine Satelliten sind oft klein, weil ihr Budget begrenzt ist, oder zumindest war dies in der Vergangenheit oft der Fall, sodass der Ride-Sharing-Ansatz die einzige wirkliche Option für kleine Satelliten war. Es gibt im Prinzip keinen Grund, warum ein 1kg Cubesat keine direkte Mitfahrgelegenheit zu MEO, GTO oder GEO haben könnte.

  2. Für die Beförderung zu einem Zwischenpunkt benötigt der Kleinsatellit ein eigenes Antriebssystem. Dass bei einem kleinen Satelliten ein potenziell erheblicher Anteil der Masse durch Treibmittel, Antriebshardware oder Solaranlagen verbraucht wird, bedeutet, dass der Satellit weniger Platz für die primäre Nutzlast hat.

Derzeit sind plausible Ziele für Direktlieferungen als Mitfahrgelegenheiten höchstwahrscheinlich GTO, da es dort eine große Anzahl kommerzieller Missionen gibt. MEO scheint mit dem Verkehr zur Lieferung von Navigationssatelliten plausibel, und es gibt sogar eine kleine Anzahl von Direktlieferungen an GEO, normalerweise im Rahmen von Missionen der US-amerikanischen und russischen Regierung.

Beispiele für Mitfahrgelegenheiten

Beispiele für Missionen, die auf direkten oder nahezu direkten Mitfahrgelegenheiten basieren:

Die Satelliten STRV 1a und 1b (jeweils ca. 50 kg) wurden absichtlich auf einer Mitfahrgelegenheit in die GTO als Zielumlaufbahn gestartet, damit sie die Strahlungsumgebung messen und experimentelle Ausrüstungen testen konnten. Siehe hier für weitere Details.

Der Spirale-Satellit (120 kg) wurde ebenfalls mit einer Mitfahrgelegenheit in GTO gestartet, aber leicht manövriert, um das Perigäum von 200 km auf 600 km zu erhöhen, um die Lebensdauer der Mission zu verlängern. Die Mission war ein Frühwarn-Demonstrator und es ist nicht ganz klar, warum sie in der Nähe von GTO stationiert war. Es scheint durchaus möglich, dass sie als Vorläufer einer GEO-Mission gedacht war und die Apogäumspässe benutzte, um eine GEO-ähnliche Ansicht der Erde zu erhalten . Siehe hier für weitere Details.

Beispiel: Starten Sie zu GTO und manövrieren Sie dann zu GEO

Als grobe Richtlinie kann eine Mission, die zu GTO gestartet wurde, aber darauf abzielt, unter der Kraft des Satelliten nach GEO zu manövrieren, folgendes erwarten:

  • die Hälfte seiner Masse, die vom Treibmittel aufgenommen werden muss, wenn ein chemisches Triebwerk mit hoher Leistung, z. B. 500 N, verwendet wird. So ein Thruster hätte wohl selbst eine Masse von 5kg, ein 50 - 100 Liter Treibgastank wäre das gleiche wieder.
  • Wenn ein kleineres chemisches Triebwerk verwendet würde, sagen wir 10 N, wären seine Treibmitteleffizienz und seine Manövriereffizienz noch schlechter (Verkleinerung von Triebwerken bzw. längeren Schubbögen).
  • Wenn ein elektrisches Antriebssystem verwendet werden sollte, könnte die Treibmittelmasse sehr stark reduziert werden, aber stattdessen wäre eine große Solaranlage erforderlich - 2 kW und mehr für die derzeitigen kommerziellen Arcjets und Plasma-Triebwerke. Ein gewisses Herunterskalieren ist auf Kosten einer längeren Übertragungszeit möglich.

Es ist durchaus möglich, einige grobe Berechnungen für die Manöver und die Masse der Ausrüstung für eine solche Mission oder für andere Umlaufbahnen durchzuführen, obwohl Sie sehen, dass es eine Menge zu beachten gibt; Erwarten Sie, dass es eine gewisse Lernkurve gibt.

Abgesehen davon, dass man solche Berechnungen tatsächlich durchführt, ist es schwer zu erkennen, wie sich dies summieren könnte, um selbst für einen 50-100-kg-Satelliten wie einen großen Nutzlastmassenanteil auszusehen, geschweige denn für einen Nanosat / Cubesat.

Sorry für mein "Too-ing und fro-ing", und danke für deine Antwort! Vielleicht hätte die Frage wirklich lauten sollen: Welche Art von Operationen können Smallsats in MEO/GEO durchführen. Die Mission STRV 1a und 1b geht auf eines der Dinge ein, die ich im Hinterkopf hatte, nämlich über Lebensdauer / Weltraumschrott. Der von Ihnen gesendete Link besagt, dass beide nach 4 Jahren "abgeschaltet" wurden. Wurden sie nicht in die Friedhofsbahn geschickt? Und wie entsorgen wir einen 1kg Nano-/Cubesat in MEO oder darüber hinaus?
@Unistuttgartaerospace Kein Grund zur Entschuldigung, das Hin und Her ist ein normaler Teil der Verfeinerung einer Frage, nur in diesem Fall habe ich mich gefragt, ob es eine Weile dauern könnte. Das "was für Operationen..." ist eine ziemlich offene Frage für dieses Forum oder die Vorstellungskraft von irgendjemandem, nicht zuletzt wegen der großen Vielfalt an Interpretationen für "Smallsat".
Für "Friedhof" variieren die IADC-Richtlinien je nach Umlaufbahn. Mein erster Gedanke ohne Überprüfung ist, dass die Abschwächung für GTO a) in eine Umlaufbahn mit einer Umlaufdauer von weniger als 25 Jahren wechseln und dann b) den Satelliten passivieren sollte. Dies ist tatsächlich das von SPIRALE übernommene Muster, sie führten ein kleines Manöver durch, um das Perigäum abzusenken. Bei STRV 1a/b (die lange vor den Richtlinien gestartet wurden) bin ich mir nicht sicher, a) ob sie überhaupt ein solches Manöver durchführen mussten und b) ob sie über eine ausreichende Delta-V-Fähigkeit verfügten oder c) überhaupt einen Antrieb hatten.
Mein Kommentar schließt Raumschiffe ein, die weiter als jede Erdumlaufbahn als Teil von weiter als GEO sind . Wenn wir die mittlere Masse als Funktion der Entfernung darstellen, könnten wir tatsächlich einen lokalen Peak bei GEO sehen – den großen Multi-Kilowatt-Kommunikationsmonstern, aber ausgehend von GEO bis zum Kuipergürtel wird es meiner Meinung nach eine Monotonie geben Verringerung. Weiter ist eine Mischung aus Δ v und t ich m e seit Markteinführung. Wie ich höre, erwarten Sie das Monte- Carloing der Frage . :)
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