Warum befinden sich Spionagesatelliten in elliptischen Umlaufbahnen?

Diese Antwort erwähnt, dass sich (optische) Spionagesatelliten oft in elliptischen Umlaufbahnen befinden, und wenn ich hier genau hinschaue , sind die Umlaufbahnen elliptisch, mit Periapsis-Höhen von etwa 250 bis 400 km und Apoapsis-Höhen von etwa 400 bis 1000 km. Ich vermute, es ist eine Art Kompromiss, der die Auflösungsgrenze durch Entfernung und Zerfall der Umlaufbahn, vielleicht sogar atomaren Sauerstoff, beinhaltet, aber warum sollte ein Satellit mit einer Mindesthöhe von 400 km immer noch bis zu 1000 km in jeder Umlaufbahn fliegen, anstatt kreisförmig zu sein?

Fügt wahrscheinlich 'Verzögerung' hinzu, um es sonnensynchron zu halten.
@BobT klingt sehr plausibel. Ich werde mir bei nächster Gelegenheit einige TLEs ansehen, es sei denn, jemand anderes tut es (und hinterlässt eine Antwort). Danke für den Hinweis!
Ich erinnere mich, irgendwo gelesen zu haben, dass es in einigen Fällen so ist, dass der Satellit eine bestimmte Region konsequent überfliegt, und nicht eine kreisförmige polare Umlaufbahn, die schließlich überall hinüberfliegt, aber dafür lange braucht. Ich habe keine Quelle dafür, aber ich glaube, ich habe es irgendwo in dieser SE gelesen.
Die Exzentrizität einer Umlaufbahn hat nichts mit ihrer Sonnensynchronität zu tun.
@Erik Das tut es, wenn Sie auch die Periapsis angeben möchten. Spionagesatelliten wollen nah am Boden sein, wenn sie ihre Fotos machen. Wenn Sie also eine Periapsis fordern, die Ihnen eine Höhe von 250 km liefert, und Sie auch Synchronität fordern, erhalten Sie einige Möglichkeiten für die Exzentrizität.
Wenn sie eine niedrige Periapsis wünschen und diese konstant über einem bestimmten Bereich liegen soll, ist eine halbsynchrone Umlaufbahn ein Muss.
Eine sonnensynchrone Umlaufbahn präzediert unter Verwendung der nichtsphärischen Geometrie der Erde. Sie ist völlig unabhängig von der Exzentrizität und fast vollständig abhängig von der Neigung. Wenn Sie nun möchten, dass die Umlaufbahn zu einem bestimmten Zeitpunkt über einem bestimmten Bereich liegt, ist dies eine völlig neue Einschränkung.
@Erik dein Satz ist richtig. Aber eine sonnensynchrone Umlaufbahn , die auch zeitweise auf 250 km absinken muss, aber auch einige Jahre im Weltraum bleiben muss, ohne dass der stationäre Treibstoff aufgrund des Luftwiderstands ausgeht, könnte sich dafür entscheiden, so viel von ihrer Umlaufbahn zu verbringen eine höhere Höhe. Um all diese Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen, wäre die sonnensynchrone Umlaufbahn elliptisch. Die Exzentrizität bezieht sich auf die zusätzlichen Beschränkungen jenseits der Synchronität. Niemand hat gesagt, dass eine sonnensynchrone Umlaufbahn zwangsläufig immer elliptisch sein muss.
@Erik Wenn es den Spionen egal ist, welchen Teil der Erde sie betrachten und wie sie ihn betrachten, gibt es viel Flexibilität bei der Wahl der Apoapsis-Höhe (und der daraus resultierenden Exzentrizität). Wenn sie jedoch den Fortschritt der geheimen Startrampe des Anti-Spionage-Satelliten genau überwachen möchten, dann möchten sie vielleicht einen Verlauf von Fotos mit sehr ähnlichen Betrachtungswinkeln führen. In diesem Fall müssen sie die Apoapsis so wählen, dass die Periode ein rationaler Bruchteil eines Sonnentages ist. Zum Beispiel 1/15, 1/16, 2/31...

Antworten (1)

Dies ist nur eine fundierte Vermutung; Ich bin nicht mit der National Geospatial-Intelligence Agency oder einer verwandten Agentur verbunden.


Europa liegt auf der Nordhalbkugel, ebenso wie der Nahe Osten und das gesamte asiatische Festland. Das sind die Hauptziele der Satellitenspionage der Vereinigten Staaten. Was ist mit der südlichen Hemisphäre? Es ist hauptsächlich Wasser (keine Bedrohung), ganz Australien und Neuseeland (beide Verbündete; beides ist keine Bedrohung), Teile von Südamerika (einige sind Verbündete, keine sind technische Bedrohungen), Teile von Afrika (dort keine technischen Bedrohungen, entweder) und ein paar Inseln (keine Bedrohungen).

Da die Südhalbkugel "weitgehend harmlos" ist, ist es sinnvoll, eine elliptische Umlaufbahn mit Perigäum über der Nordhalbkugel und Apogäum über der Südhalbkugel zu haben. Eine kreisförmige Umlaufbahn von 250 km würde entweder viel Treibstoff für die Aufrechterhaltung der Höhe erfordern oder häufige Starts erfordern. Eine elliptische Umlaufbahn mit einem kleinen Perigäum über potenziellen Bedrohungen, aber einem etwas größeren Apogäum über den „meist harmlosen“ Bereichen verringert den Gesamtwiderstand und verlängert die Lebensdauer des Satelliten.

Dies ist sehr sinnvoll und kann erweitert werden, um neben den USA auch Spionagesatelliten der anderen großen Akteure einzubeziehen, da diese tendenziell ebenfalls auf die nördliche Hemisphäre ausgerichtet sind. Für Spionagesatelliten mit elliptischen Umlaufbahnen mit Periapsishöhe in der Nähe von 400 km und höher könnte die Synchronität stattdessen gelten, aber bei 250 km muss es darum gehen, die Gesamtzeit in geringer Höhe zu minimieren.
Das ist ein guter Grund, obwohl es heutzutage für die Schlüssellöcher umgekehrt ist: Einige haben ein Perigäum in der südlichen Hemisphäre
Sie haben die Antarktis vergessen (auch keine Bedrohung).
@Vikki, von dem wir wissen ...
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