Warum gibt es keine LEO-Satelliten in der Äquatorebene der Erde?

Aus meinem Grundschulverständnis von Satellitenumlaufbahnen weiß ich, dass GEO-Satelliten in der Äquatorebene platziert sind, MEO-Satelliten in einer kleineren geneigten Ebene platziert sind, während LEO-Satelliten in einer größeren geneigten Ebene in der Nähe der Pole platziert sind.

Während meiner Recherchen fand ich heraus, dass sich nur die O3b MEO-Satellitenkonstellation in der Äquatorebene befindet. Ich habe jedoch keine LEO-Satellitenkonstellationen gefunden, die in der Äquatorialebene platziert sind. Warum ist das so?

Warum werden LEO-Satelliten niemals am Äquator mit einer Neigung von fast 0 Grad platziert?

Der einzige Grund, den ich verstehe, ist, dass, da LEO nahe der Erde ist, der Abdeckungskegel sehr klein ist und wenn er in der Äquatorialebene platziert wird, nur einen kleinen Prozentsatz der Erdoberfläche abdeckt und daher verschwenderische Ausgaben sind. Abgesehen von der Geldverschwendung, welche anderen orbitalen Faktoren verhindern die Platzierung des LEO-Satelliten in der Äquatorebene?

"Abgesehen von der Geldverschwendung" ist die operative Phrase. Satelliten gehen in die beste Umlaufbahn für ihre Mission. Einige wollen einfach nur über der Atmosphäre sein und nehmen jede Neigung, die die Rakete ihnen gibt. Andere wünschen eine bestimmte Neigung aus Gründen der Abdeckung oder des Sonnenwinkels. Was würde einen LEO-Satelliten dazu bringen, den Treibstoff auszugeben, um in eine äquatoriale Umlaufbahn zu gelangen? Der Vorteil bei GEO ist, dass Sie eine feste Antenne verwenden können, aber das gilt nicht für LEO.

Antworten (4)

Uhoh berührt eine Seite des Problems: "Warum" - je niedriger die Umlaufbahn, desto weniger Erde wird in einem einzigen Durchgang abgedeckt, und je näher die Umlaufbahn am Äquator liegt, desto weniger variieren die Übergänge und verengen das Gebiet weiter. Äquatorialsatelliten von MEO sind sinnvoll. Je niedriger die Umlaufbahn ist, desto weniger nützlich werden sie.

Dennoch gibt es eine Reihe von Aufgaben, denen diese Neigung nicht schaden würde – viele Satelliten müssen sich nur im Orbit befinden, egal in welchem ​​​​Orbit, um ihre Arbeit zu erledigen. Warum nicht der einfache äquatoriale LEO?

Weil es teuer ist. Der Wechsel der Umlaufbahnebene in LEO ist ein sehr teures Manöver, und jeder einfache Start mit anschließendem Einsetzen (ohne Dogleg - Manöver) führt zu einer Neigung der Umlaufbahn, die nicht weniger als die Breite des Raumhafens ist. Der Weltraumbahnhof von Französisch-Guayana, mit der besten Lage für äquatoriale Starts bei 5°14′14″N, ist am besten für Arianne gerüstet, die eine sehr schwere Startplattform und eine der teuersten ist – und Sie müssen immer noch ein Dogleg von (AFAIR ; vergewissern Sie sich, dass) ~ 1 km / s, um die Umlaufbahn äquatorial zu machen. Flugzeugwechsel von jedem anderen Raumhafen zum äquatorialen LEO werden in der Größenordnung von 3-5 km/s zusätzlich liegen.

Dadurch ist der äquatoriale LEO nicht nur nutzlos, sondern auch so teuer, dass meist alles, wofür man ihn braucht, besser durch geneigtere Bahnen erreicht wird.

Physikalisch verhindert nichts äquatoriale Umlaufbahnen in irgendeiner Höhe über der Kármán-Linie. Die Frage ist wirklich; Was wäre der Sinn, ungefähr alle 90 Minuten genau dasselbe Äquatorialband zu überfliegen, wenn Sie mit einer Umlaufbahn mit höherer Neigung viel mehr vom Planeten abdecken könnten (alles schließlich für polare Umlaufbahnen) oder mit einer höheren Umlaufbahn? Sie sehen beide einen breiteren Schwad und kommen nicht ständig in und aus der Reichweite von Dingen auf dem Boden.

Selbst ein billiger Orbitalstart kostet derzeit Millionen von Dollar. Der Vorschlag, den Sie in Ihrer Antwort gemacht haben, ist also wahrscheinlich die richtige Antwort. es wäre eine verschwenderische Ausgabe.

Ich habe die Herablassung etwas abgeschwächt und die rhetorischen Fragen. Ich hoffe, Sie haben nichts dagegen. Ich denke, auf diese Weise ist die Antwort dieselbe, aber es ist bequemer für das OP und zukünftige Leser, wenn die Antwort nicht ganz so leidenschaftlich ist. Das mache ich auch ab und zu und werde auch daran erinnert.
Ein Satellit in einer Entfernung von etwa 1000 km in LEO kann alle 90 Minuten einen beträchtlichen Teil der Erdoberfläche sehen, über 15 % mit Höhen über 45 Grad, und es sind ziemlich 15 % der Erde bevölkert ! Doch selbst wenn es Konstellationen von Tausenden gibt, neigen alle Umlaufbahnen dazu, geneigt zu sein, und äquatoriale Umlaufbahnen sind nicht enthalten. Sehen Sie sich die 4.425-Satelliten-Konstellation von SpaceX an – was ist die Methode für den Wahnsinn?

Während es eine derzeit akzeptierte Antwort gibt, die erklärt, warum es "keine LEO-Satelliten in der Äquatorebene der Erde" gibt, habe ich zwei davon mit Neigungen von derzeit weniger als 3 Grad gefunden!

Beide sind Wissenschaftsmissionen und detektieren Gammastrahlen. Ich weiß noch nicht, warum äquatoriale Umlaufbahnen gewählt wurden, aber ich kann zwei Theorien vorbringen, bis ich es herausfinde.

  1. wiederholbare Umlaufbahn. Da sie parallel zum Erdäquator verläuft, verändert die Äquatorialwölbung die Umlaufbahn nicht wesentlich (solange die Neigung gering bleibt). Damit meine ich, dass die Umlaufbahn ziemlich genau an der gleichen Stelle bleibt. Mathematische Knoten und Apsen können sich bewegen, aber die nahezu kreisförmige Umlaufbahn mit einer Neigung von nahezu Null behält unter dieser Präzession ungefähr dieselbe Form und Ausrichtung. Die Abdeckung der Himmelskugel für astronomische Beobachtungen (und des von der Erde blockierten Teils) ist regelmäßiger und wiederholbarer als für eine geneigte und präzessive Umlaufbahn.

  2. wiederholbarer Zugriff auf äquatoriale Bodenstationen. Da die Daten zeitnah sein können (ein Gammastrahlenereignis kann ein Ereignis bedeuten, dem Erdbeobachtungen schnell folgen müssen), ist der systematische Downlink-Zeitplan einfacher einzuhalten als eine geneigte, präzessive Umlaufbahn.

    Die Bedeutung einer geringen Latenz bei der Detektion von Gammastrahlenausbrüchen lässt sich anhand der Antworten auf eine etwas verwandte Frage verstehen : „Wer hat zuerst die Verschmelzung zweier Neutronensterne gesehen? Wie war der Ablauf?


HETE 2

Aktuelle TLE:

1 26561U 00061A   18309.58823202  .00001352  00000-0  28876-4 0  9994
2 26561   1.9483 201.9211 0017895  22.8247 337.2589 15.07775517991403

Der High Energy Transient Explorer (kurz HETE; auch bekannt als Explorer 79) war ein amerikanischer astronomischer Satellit mit internationaler Beteiligung (hauptsächlich Japan und Frankreich). Das Hauptziel von HETE war die Durchführung der ersten Multiwellenlängenstudie von Gammastrahlenausbrüchen mit UV-, Röntgen- und Gammastrahleninstrumenten, die auf einem einzigen, kompakten Raumfahrzeug montiert sind. Ein einzigartiges Merkmal der HETE-Mission war ihre Fähigkeit, GRBs mit einer Genauigkeit von ~10 Bogensekunden nahezu in Echtzeit an Bord des Raumfahrzeugs zu lokalisieren und diese Positionen direkt an ein Netzwerk von Empfängern an bestehenden bodengestützten Observatorien zu übertragen, was eine schnelle, empfindliche Verfolgung ermöglicht. Up-Studien in den Radio-, IR- und optischen Bändern. Der Satellitenbus für das erste HETE-1 wurde von AeroAstro, Inc. aus Herndon, VA, entworfen und gebaut; der Ersatzsatellit HETE-2,Quelle


AGIL

Aktuelle TLE:

1 31135U 07013A   18309.50114465  .00002183  00000-0  33798-4 0  9999
2 31135   2.4671 121.8649 0012503 326.3083  33.6177 15.31125853641420

AGILE ist ein italienisches Gammastrahlen-Observatorium, das heute an Bord einer indischen Rakete gestartet wurde und eine dreijährige Mission zur Vermessung des Himmels auf der Suche nach fernen Quellen der energiereichsten Form des Universums beginnt. Der AGILE-Satellit flog auf Indiens Polar Satellite Launch Vehicle in die Umlaufbahn. Der Start erfolgte um 1000 GMT (6:00 Uhr EDT) vom Satish Dhawan Space Center in Sriharikota an der Ostküste Indiens. Quelle

IXPE (das gestartet wurde, nachdem dies geschrieben wurde) scheint eine interessante dritte Motivation gehabt zu haben: Der Aufenthalt am Äquator vermeidet jegliche Auswirkungen der südatlantischen Anomalie und erhält so eine günstigere Strahlungsumgebung. ( Quelle )
@Andrew Oh, das ist interessant! Bitte zögern Sie nicht, eine neue, ergänzende Antwort hinzuzufügen. Alternativ können Sie diese Antwort bearbeiten, wenn Sie möchten.
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Ein LEO-Satellit, der den Äquator umkreist, würde nur den Menschen in den Ländern entlang des Äquators zugute kommen. Um zum Beispiel für jeden in Großbritannien oder Kanada nützlich zu sein, müsste die Umlaufbahn mindestens 45 Grad von der Äquatorebene geneigt sein. Wenn es so geneigt ist, kann es jeden Punkt auf der Erde erneut besuchen, der sich innerhalb dieses Bereichs von +/- Breitengraden befindet. Im Gegensatz dazu ist die geostationäre Umlaufbahn von Satelliten so hoch, dass sie ein viel größeres Sichtfeld haben, das diese Breiten einschließt, selbst wenn der Satellit am Äquator bleibt.GeoMeoLeo