Stellen Sie sich vor, mein Schiff ist in LEO geparkt und muss in eine höhere Umlaufbahn wechseln. Es macht einen Hohmann-Transfer und fliegt auf einer elliptischen Flugbahn in die benötigte Umlaufbahn. Aber diese Flugbahn kreuzt einige andere Umlaufbahnen und das Schiff kollidiert mit einem anderen Schiff aus einer dieser Umlaufbahnen und stürzt ab.
Wie können wir also die mögliche Kollision erkennen und vermeiden und danach die erforderliche Position auf der erforderlichen Umlaufbahn erreichen (die Kollisionsvermeidung kann einige Zeit dauern, sodass die Position in der Umlaufbahn ein wenig verschoben werden kann)?
Zum Beispiel müssen wir uns mit einem anderen Schiff in einer anderen Umlaufbahn treffen, aber wir sind während des Fluges dorthin kollidiert.
Das Ändern Ihrer Umlaufbahn ändert Ihr Kollisionsrisiko nicht wesentlich, außer dass Sie möglicherweise in einen höher oder weniger dicht besiedelten Teil des Orbitalraums gebracht werden.
Umlaufbahnen sind keine ordentlichen Stapel perfekter Kreise um den Planeten. Alle Umlaufbahnen sind Ellipsen, wobei das Perigäum näher am Planeten und das Apogäum weiter außen liegt. Diese beiden Werte können sehr nahe beieinander liegen, aber das ist keineswegs selbstverständlich.
Darüber hinaus kann diese Ebene selbst für andere Umlaufbahnen in genau derselben Höhe und in genau derselben Neigungsebene um praktisch jeden Punkt um die Erde herum ausgerichtet werden. Zwei Fahrzeuge, die sich beide in einer 400 km langen, kreisförmigen Umlaufbahn mit einer Neigung von 51,6 ° (wie die ISS) befinden, können immer noch sich kreuzende Umlaufbahnen mit einer relativen Geschwindigkeit von 11 km / s haben
Der Weg, Kollisionen zu vermeiden, wenn Sie in einer Umlaufbahn bleiben, besteht darin, Ihre Umlaufbahnposition im Laufe der Zeit vorherzusagen, dasselbe für alles andere da draußen zu tun und sicherzustellen, dass es in der kurz- bis mittelfristigen Zukunft keine Fälle gibt, in denen sich Ihr Fahrzeug und ein anderes Objekt befinden werden an der gleichen Stelle zur gleichen Zeit.
Wenn Sie planen, Ihre Umlaufbahn zu ändern, sagen Sie in ähnlicher Weise Ihre Umlaufbahnposition im Laufe der Zeit voraus, tun dasselbe für alles andere da draußen und stellen sicher, dass es in der kurz- bis mittelfristigen Zukunft keine Fälle gibt, in denen sich Ihr Fahrzeug und ein anderes Objekt in der befinden gleiche Stelle zur gleichen Zeit , genau auf die gleiche Weise.
Sie sind genau der gleichen Kollisionsgefahr ausgesetzt, egal ob Sie die Umlaufbahn wechseln oder in derselben Umlaufbahn bleiben.
Die einzige zusätzliche Gefahr besteht darin, dass jemand anderes nicht gewusst hätte, dass Sie die Änderung geplant haben, sodass ihre Vorhersagen über Ihre zukünftige Position falsch sein könnten und die Verantwortung bei Ihnen liegt, für die Sicherheit zu sorgen.
Wenn Sie in eine besonders umkämpfte oder wertvolle Umlaufbahn eintreten, wie z. B. das Angleichen von Umlaufbahnen an die ISS oder das Eintreten in eine geostationäre Umlaufbahn, müssen Sie sich natürlich mit allen abstimmen, die ein Interesse an dieser Umlaufbahn haben.
"Der Weltraum ist groß. Wirklich groß. Sie werden einfach nicht glauben, wie gewaltig, riesig, unglaublich groß er ist. Ich meine, Sie denken vielleicht, dass es ein langer Weg bis zur Apotheke ist, aber das sind nur Erdnüsse zum Weltraum."
- Douglas Adams, Per Anhalter durch die Galaxis
Raumfahrzeuge sind winzig im Vergleich zu dem riesigen Raum, den Sie um einen Planeten herum haben. Kollisionen zwischen zwei Raumfahrzeugen sind also schon ziemlich unwahrscheinlich.
Trotzdem ist das Risiko nicht Null und Raumfahrzeuge sind teuer. Aus diesem Grund werden die meisten größeren bekannten Objekte in der Erdumlaufbahn – sowohl funktionsfähige Fahrzeuge als auch nicht funktionsfähige Trümmer – verfolgt. Ihre Bahnen sind bekannt und können mit hoher Genauigkeit für die nahe Zukunft extrapoliert werden. Wenn also ein Fahrzeug ein Manöver durchführen muss, ist es möglich, die Datenbank bekannter Umlaufbahnen zu überprüfen und sicherzustellen, dass genügend Sicherheitsabstand zu allem vorhanden ist, womit es kollidieren könnte.
Drücken Sie die Position Ihres Fahrzeugs in Ihrer Umlaufbahn als Gleichung in Bezug auf den Parameter T (Zeit) aus.
Drücken Sie die Position von etwas anderem auf seiner Umlaufbahn auch als Gleichung in Bezug auf T aus.
Jetzt können Sie eine Gleichung für den Abstand D zwischen Objekten auf diesen jeweiligen Umlaufbahnen als Gleichung in T herleiten. An dem Punkt T, wo das Differential D' dieser Funktion Null ist und das zweite Differential D'' positiv ist, ist T die Zeit Ihrer größten Annäherung und D ist die Entfernung Ihrer größten Annäherung.
Wiederholen Sie diesen Vorgang für jedes umlaufende Objekt, mit dem Sie möglicherweise kollidieren. Wenn Sie D weniger als 50 km für einen von ihnen und T innerhalb der Zeitdauer erhalten, die Sie auf dieser Umlaufbahn verbringen möchten, ist das wahrscheinlich zu nah.
Wenn etwas zu nah ist, passen Sie Ihre vorgeschlagene Umlaufbahn so an, dass Sie eine Sekunde später Schub anwenden (oder eine andere scheinbar triviale Anpassung), und versuchen Sie es erneut.
@Ng Ph: Ja, dies ist ein Algorithmus zum Vermeiden eines Objekts. Es muss iterativ angewendet werden, um jedes Objekt zu überprüfen, das sich schneiden könnte.
@Robotex: Sie sind sehr optimistisch. Es gibt heute buchstäblich Hunderttausende von Objekten, die die Erde umkreisen, und bei der relativen Geschwindigkeit, mit der sie sich bewegen, werden sie die Welt mehrmals umkreisen, bevor Sie mit Ihrer Bewegung fertig sind. Wenn Sie glauben, dass Sie nur hundert davon überprüfen können, ist es ein Wunder, wenn Sie herausfinden können, welche hundert. Sie müssen mindestens Zehntausende überprüfen.
Organischer Marmor
Robotex