Warum dauert es ein paar Wochen, um die Umlaufbahn von CRYOSAT 2 um einige hundert Meter anzuheben?

Esa und Nasa der BBC stellen Satelliten zur Messung des antarktischen Meereises auf und sagen:

Europas Raumsonde Cryosat-2 wurde am Dienstag die Genehmigung erteilt, ihre Umlaufbahn um knapp einen Kilometer anzuheben.

Damit wird die Zahl der Koinzidenzbeobachtungen mit der amerikanischen Icesat-2-Mission enorm steigen.

Und

Icesat-2 der Nasa, der den Globus in etwa 500 km Höhe umkreist, misst mit einem Laser die Entfernung zur Erdoberfläche – und damit die Höhe von Objekten. Dieser Lichtstrahl wird direkt von der Schneedecke reflektiert.

Der Cryosat-2 von Esa hingegen verwendet in etwa 720 km Höhe Radar als Höhenwerkzeug, und dieses dringt viel tiefer in die Schneedecke ein, bevor es zurückprallt.

Und

Am Dienstag gaben Manager der Esa die endgültige Genehmigung für die gemeinsame Kampagne namens Cryo2Ice.

Cryosat wird seine Triebwerke am 16. Juli zünden, um einige hundert Meter höher in den Himmel zu steigen. Das Manöver, das einige Wochen in Anspruch nehmen wird , wird die Langlebigkeit der Mission nicht beeinträchtigen, da das Raumschiff über ausreichend Treibstoff an Bord verfügt.

Der Missionsmanager von Esa Cryosat, Dr. Tommaso Parrinello, sagte gegenüber BBC News: „Icesat liegt ziemlich weit unter uns, also können wir nicht nach unten gehen, um sie zu treffen, aber wenn wir nach oben gehen, finden wir diese unglaubliche resonante Umlaufbahn, in der wir alle 19 Umlaufbahnen haben und 20 Umlaufbahnen für sie - wir treffen uns mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung an den Polen, im Grunde treffen wir uns alle 1,5 Tage im Abstand von wenigen Stunden über den Polen und können so fast gleichzeitig das gleiche Eis beobachten.

Frage: Warum wird es „ein paar Wochen dauern, um die Umlaufbahn von CRYOSAT 2 um „ein paar hundert Meter“ anzuheben? Wird ein elektrischer Antrieb verwendet oder ist dies eine Methode mit niedrigem Delta-V, um die richtige Phasenlage zu erreichen, oder etwas anderes?

Antworten (1)

Ich kann nicht beantworten, warum es Wochen dauert, aber ich habe ein paar Details zum Antriebssystem gefunden in: CryoSat Mission and Data Description, 2001 (Danke, Wayback Machine!)

Der Satellit verfügt über Kaltgas-Triebwerke zur Bahnsteuerung. 4 Thruster mit je 40 mN, um genau zu sein. Sie werden mit 37 kg Stickstoffgas bei bis zu 276 bar betrieben.

Das Anheben einer Umlaufbahn von 700 km um etwa 1 km erfordert etwa 0,5 m/s Δv, was bedeutet, dass die Triebwerke fast eine Stunde lang feuern müssen (wenn alle vier gleichzeitig verwendet werden), um den 870 kg schweren Satelliten zu beschleunigen.

Tatsächlich ist jede Änderung der Umlaufbahn aufgrund der Satellitenfähigkeiten von Natur aus ein Manöver mit geringem Schub.