Wie viele bestehende Satelliten haben aufgrund menschlicher Konstruktionsentscheidungen eine sich ständig ändernde Umlaufbahn?

In der Raumfahrtgemeinschaft wird angenommen, dass Änderungen der Umlaufbahn eines Erdsatelliten selten sind (außer denen aufgrund des atmosphärischen Widerstands). Gibt es bekannte Satelliten , die mit Sonnensegeln oder einer anderen kostengünstigen Antriebsmethode ihre Umlaufbahn kontinuierlich ändern?

Mit kontinuierlich beziehe ich mich nicht auf "stationäre" Manöver, die tatsächlich darauf ausgelegt sind, eine bestimmte Umlaufbahn beizubehalten. Ich beziehe mich stattdessen auf Satelliten, die absichtlich ihre Umlaufbahn absichtlich kontinuierlich ändern.

BEARBEITEN: Mit Satellit meine ich ein erdumkreisendes Objekt, das dafür ausgelegt ist, den Wiedereintritt in die Atmosphäre für mehrere Jahre zu vermeiden und während dieser Zeit etwas anderes zu tun, als nur seine Umlaufbahn anzupassen (dh sein Zweck ist mehr als nur die Machbarkeit einer kontinuierlichen Änderung zu demonstrieren Orbit).

BEARBEITEN: Titel geändert in "Wie viele vorhandene Satelliten haben aufgrund menschlicher Designentscheidungen eine sich ständig ändernde Umlaufbahn?"

Ich meine, da ist der X-37b.
GOCE drängte kontinuierlich, um seine Umlaufbahn beizubehalten , nicht zu ändern . space.stackexchange.com/a/33202/6944
Der Titel sagt "angetrieben", aber die Frage beinhaltet "die Verwendung von Sonnensegeln", die per se keinen Strom benötigen, zumindest nicht vom Raumschiff, obwohl ein wenig Strom benötigt wird, um die Fluglage aufrechtzuerhalten. vgl. 1 , 2 , 3 . Sollte "powered" aus dem Titel entfernt werden?
@ user25876 Wenn der X-37b den Weltraum erreicht und sich vom Start beruhigt, wird er aus irgendeinem anderen Grund angetrieben, als um den Anschein einer stabilen Umlaufbahn aufrechtzuerhalten und / oder wieder in die Erdatmosphäre einzutreten?
@ user12102 toller Vorschlag, ich habe ihn umgesetzt. Diese Frage ist immer schwieriger klar zu stellen.
Es scheint, als wäre jeder Satellit in einer Umlaufbahn mit einer erheblichen Präzession eine gültige Antwort auf die Frage, wie sie sich derzeit darstellt.
@ user12024 Die Präzession der Umlaufbahn ist ein Teil dessen, was Stationshaltungsmanöver versuchen, die meisten Satelliten stabil zu machen. Die Stabilität der Parameter ist das, was ich als Realisierung einer stabilen Umlaufbahn definiere. Die Größe der Präzession ist, solange sie sich nicht durch das Design ändert, nur ein weiterer Orbitalparameter für eine feste Umlaufbahn (die aufgrund des atmosphärischen Widerstands, des Sonnendrucks usw. nicht wirklich existiert, aber ich frage, ob die Leute Satelliten entwerfen auf Zweck, sich ständigen Anpassungen der Orbitalparameter zu unterziehen, anstatt zu versuchen, sie stabil zu halten).
@brethvoice Ja. Es trägt eine beträchtliche Menge Treibstoff für Orbitalmanöver (ein früher Vorschlag bot ~3 km / s Delta-V; spätere Schätzungen gehen von 500-1000 m / s abhängig von der Nutzlastmasse aus) auf einem hypergolischen Bipropellant-Triebwerk und wurde anscheinend auch so konfiguriert ein Prüfstand für andere Triebwerkstechnologien (z. B. Hall-Triebwerke).
@brethvoice Als Fortsetzung meiner früheren Frage zur Verwendung von "angetrieben" und "Sonnensegel" gibt es Gruppen von Satelliten, die ihre Einstellung so angepasst haben, dass ihre Sonnenkollektoren mit schwachem atmosphärischem Widerstand interagieren, um entweder langsam vorwärts oder rückwärts zu driften im Laufe der Zeit im Vergleich zu ihrer nominellen Fluglage, um sich innerhalb ihrer Umlaufbahn auszubreiten, nachdem sie gemeinsam gestartet und eingesetzt wurden. Ich freue mich immer noch auf eine Klarstellung von Ihnen, was genau als "angetrieben" gilt oder nicht.
@brethvoice im Drag-Beispiel sind alle Orbitalparameter dieser Raumfahrzeuge gleich, mit Ausnahme der Epoche oder Zeit, zu der sie ihren aufsteigenden Knoten erreichen. Es wird auch „Phasing“ genannt. Aber wenn Sie wirklich beabsichtigen, dass "angetrieben" Schub bedeutet, dass irgendeine Art von Reaktionsmasse durch den Einsatz von Energie durch das Raumfahrzeug kontinuierlich geschoben wird, um mehr zu tun, als den Luftwiderstand zu kompensieren, um eine Umlaufbahn aufrechtzuerhalten, habe ich eine Vermutung, dass die Antwort nein ist. zumindest die uns bekannten :-)
@uhoh Ihre Annahmen darüber, was "angetrieben" bedeutet, sind richtig. Sie konnten zwischen den Zeilen lesen und meine eigentliche Frage beantworten ... aber ich glaube nicht, dass ich genug Erfahrung und Wissen auf diesem Gebiet habe, um eine tatsächliche Antwort zu posten, anstatt auf Ihren Kommentar zu antworten, was ich wertvoll und hilfreich finde.
@brethvoice, dann habe ich basierend auf unserer Diskussion eine Antwort geschrieben. Lassen Sie mich wissen, ob sie Ihrer Frage gerecht wird oder ob Änderungen erforderlich sind. Danke!

Antworten (2)

Siehe auch Antworten auf Welche Technologien ermöglichen oder unterstützen zumindest den Satellitenbetrieb im Very Low Earth Orbit (VLEO)?

Wenn:

  • „angetrieben“ bedeutet „Schub durch irgendeine Art von Reaktionsmasse, die durch den Einsatz von Kraft durch das Raumfahrzeug kontinuierlich geschoben wird, und
  • "eine kontinuierlich variierende Umlaufbahn" bedeutet, dass die ansonsten natürliche Umlaufbahn (die aufgrund mehrerer Effekte bereits kontinuierlich variiert) kontinuierlich aktiv verändert wird.

und es scheint, dass sie es tun , dann ist die Antwort auf "Wie viele vorhandene Satelliten ..." wahrscheinlich null.

@OrganicMarble weist darauf hin , dass:

GOCE wird kontinuierlich angetrieben, um seine Umlaufbahn beizubehalten, nicht zu ändern.

und Links zu dieser Antwort auf Was ist der aerodynamischste Satellit?

Das habe ich erwähnt :

... es gibt Gruppen von Satelliten, die ihre Lage so angepasst haben, dass ihre Solarmodule mit schwachem atmosphärischem Widerstand interagieren, um im Vergleich zu ihrer nominellen Lage im Laufe der Zeit entweder langsam vorwärts oder rückwärts zu driften, um sich nach dem Start in ihrer Umlaufbahn auszubreiten und gemeinsam eingesetzt. Ich freue mich immer noch auf eine Klarstellung von Ihnen, was genau als "angetrieben" gilt oder nicht.

und jetzt erinnern Sie sich, ich dachte an die CYGNSS-Konstellation. Von Wie können die CYGNSS-Raumsonden (tatsächlich) die Ozeanrauheit messen? :

CYGNSS

oben: Screenshots von CYGNSS_FactSheet_October2014

Sie verbrauchten zwar ein wenig elektrische Energie, um Fluglageanpassungen vorzunehmen, um den atmosphärischen Luftwiderstand zu erhöhen oder zu verringern, hauptsächlich von den Sonnenkollektoren, aber es war kein motorisierter Flug.

Aus dieser Antwort an Rocket, um 8 Cubesat in gleicher Entfernung zu LEO zu starten :

Hier ist ein Beispiel für eine Simulation der Verwendung des Wechselns zwischen Konfigurationen mit hohem und niedrigem Luftwiderstand, um eine gleichmäßig beabstandete Phasenlage zu erreichen und diese dann durch kleine Anpassungen des Widerstands beizubehalten, die die Position halten:

Abbildung 8: Zeitdiskretisierte High-Drag-Befehle werden zugewiesen, um gewünschte Slots (b) mit Befehlen zu erreichen

Abbildung 8: Zeitdiskretisierte High-Drag-Befehle werden zugewiesen, um gewünschte Slots (b) mit Befehlen zu erreichen

Abbildung 9: Lagemodi des Dove-Satelliten ermöglichen große Widerstandsflächenverhältnisse (a) Orthografische Projektionen mit Querschnittsflächen. (b) Einstellungen mit hohem Luftwiderstand und niedrigem Luftwiderstand

Abbildung 9: Lagemodi des Dove-Satelliten ermöglichen große Widerstandsflächenverhältnisse (a) Orthografische Projektionen mit Querschnittsflächen. (b) Einstellungen mit hohem Luftwiderstand und niedrigem Luftwiderstand

Aber ich könnte mich irren!

Wenn jemandem etwas einfällt, das Ihren Kriterien entspricht, oder etwas Neues in den Raum gestellt wird, das dies tut, können neue Antworten gepostet werden.

Dies ist keine vollständige Antwort und kann auch nicht als "angetrieben" betrachtet werden, aber diese Seite der Universität Twente listet etwa 235 Satelliten auf, die sich in sonnensynchronen Umlaufbahnen befinden .

Eine sonnensynchrone Umlaufbahn ist eine nahezu polare Umlaufbahn, die sorgfältig berechnet wurde, um die äquatoriale Wölbung der Erde zu nutzen, um die Umlaufbahn des Satelliten um etwa ein Grad pro Tag anzupassen. Da sich auch der Winkel zur Sonne pro Tag um etwa ein Grad ändert, bleibt die Sonne das ganze Jahr über im gleichen Winkel zur Umlaufbahn des Satelliten.

Dies ist nützlich für wissenschaftliche Satelliten, die Langzeitbeobachtungen der Sonne durchführen, oder Satelliten, die keine Bordbatterien haben und daher nicht tolerieren können, dass die Erde ihre Sonnenkollektoren beschattet.

Es stellt eine kontinuierliche Veränderung der keplerschen Orbitalelemente aufgrund einer nicht zentralen Kraft (Abplattheit der Erde) dar, obwohl sie völlig natürlichen Ursprungs ist.

Ich betrachte Änderungen der Orbitalparameter durch Dinge wie Unregelmäßigkeiten im Gravitationsfeld, atmosphärischen Luftwiderstand usw. als alles Dinge, die Designer hätten vorhersagen und berücksichtigen können. Ich bin jedoch immer wieder beeindruckt vom Einfallsreichtum der Menschheit, und die technologischen Fähigkeiten, auf die in dieser Antwort Bezug genommen wird, sind ein weiterer überzeugender Beweis für mich.
Guter Punkt! Ich habe ein paar feinere Punkte hinzugefügt, bitte zögern Sie nicht, weiter zu bearbeiten.
Wie viele bestehende Satelliten haben aufgrund menschlicher Konstruktionsentscheidungen eine sich ständig ändernde Umlaufbahn?
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