Wurde jemals eine TLE für eine Flugbahn eines Raumfahrzeugs ausgestellt, die nicht an die Erdumlaufbahn gebunden ist?

Diese hervorragende Antwort auf die Frage Warum wurde kein TLE für den DSCOVR-Satelliten und den Falcon 9 R/B veröffentlicht? schlägt vor, dass nach bestem Wissen des Autors TLEs nur für Raumfahrzeuge in der Erdumlaufbahn ausgestellt werden, was vermutlich eine gravitativ gebundene Umlaufbahn bedeutet (und nicht eine hyperbolische).

Ich denke jedoch, dass es durchaus denkbar ist, dass eine für ein Raumschiff ausgestellt wird, das ein Vorbeiflugmanöver an der Erde ausführt, wenn es niedrig genug ist und möglicherweise vorsorglich mit anderen Satelliten interagieren könnte.

Andererseits denke ich, dass dies nutzlos / bedeutungslos sein könnte, da das Format eines TLE einen Wert für die mittlere Bewegung (Umdrehungen / Tag) erfordert und die anderen Parameter auf keinen Fall genügend Informationen haben, um eine Umlaufbahn ohne irgendeine Möglichkeit zu beschreiben die große Halbachse mitteilen, die für einen hyperbolischen Vorbeiflug negativ wäre.

Da zweizeilige Elementsätze tatsächlich ein Leerzeichen in Spalte 52 enthalten (siehe Wikipedia und Celestrak ), wo möglicherweise ein Minuszeichen eingefügt werden könnte, könnte dies in einigen Universen tatsächlich möglich sein. Außerdem sind dreizeilige Elementsätze zumindest definiert (siehe Celestrak PDF ), obwohl ich nicht sicher bin, wie oft sie verwendet werden, und die Spalten 11 und 12 von Karte 3 sind ausdrücklich als "Umlaufbahntyp" gekennzeichnet.

Frage: Ich würde also gerne wissen, ob jemals ein Zwei-Linien- oder Drei-Linien-Elementsatz für eine nicht an die Erdumlaufbahn gebundene Flugbahn eines Raumfahrzeugs ausgegeben wurde, oder wenn tatsächlich keine vorhanden ist, ob in diesem Fall eine ausgegeben werden könnte Falls benötigt. Suchen Sie nach einer gut unterstützten, sachlichen Antwort, nicht nur nach einer Antwort "meines Wissens nicht".

Antworten (2)

Leider können Sie keinen TLE für einen parabolischen oder hyperbolischen Vorbeiflug generieren. Die Exzentrizität muss zwischen 0 und 1 liegen und die große Halbachse muss positiv sein. In einigen Fällen können Sie nicht einmal eine TLE finden, die zu einer Umlaufbahn mit sehr hoher (Woche oder länger) passt, obwohl diese Einschränkung verschwinden kann, wenn Sie explizit den SGP4-Propagator verwenden (dh das Byte "Ephemeridentyp" auf 2 setzen). . Ich mache genau das, wenn ich TLEs für einige sehr hohe erdumlaufende Objekte berechne:

https://www.projectpluto.com/tle_info.htm#eph_type_comment

Space-Track stellt mit seltenen Ausnahmen keine TLEs für Objekte in einer solchen hohen Umlaufbahn bereit. In den Fällen, in denen sie dies getan haben, waren die TLEs entweder für ein Objekt, zu dem SDP4 passte , oder die TLEs waren Müll.

Es wäre viel bequemer für mich und die Leute, mit denen ich arbeite (Astronomen, die nach erdnahen Asteroiden suchen und sie verfolgen), wenn TLEs ein größeres Maß an Flexibilität hätten. Aber sie tun es nicht.

Das Fehlen eines Zeichens für Exzentrizität ist kein Problem. Eine Umlaufbahn mit negativer Exzentrizität entspricht einer Umlaufbahn mit umgekehrtem Vorzeichen, 180 Grad zur Länge der Periapsis addiert/subtrahiert und 180 Grad zur mittleren Anomalie addiert/subtrahiert. Die Tatsache, dass Sie keine parabolischen oder hyperbolischen Umlaufbahnen in einem TLE speichern können, ist etwas problematischer, bedeutet aber nur, dass Sie ein anderes Format verwenden müssen. Siehe zum Beispiel die Elemente für Cassini während seiner "Begegnung auf der Erde":

https://www.projectpluto.com/pluto/mpecs/cassini.htm

Aber es gibt kein "Standard"-Format für Orbitalelemente, das jede Exzentrizität oder jedes zentrale Objekt handhaben kann. Ich habe versucht, einen durchzusetzen, der keine Akzeptanz gefunden hat, aber die Diskussion sollte die damit verbundenen allgemeinen Probleme veranschaulichen:

https://www.projectpluto.com/orb_form.htm

Das ist eine interessante Antwort! Ich verstehe, was Sie meinen, von vier mir bekannten Überfliegern (Geotail, IBEX, Spektr-R und TESS) zeigt nur Geotail ein TLE in Celestrak (die anderen drei ein "verloren", nach dem ich separat fragen werde). Wenn Sie sagen "muss zwischen 0 und 1 liegen und ... muss positiv sein", meinen Sie, dass es durch das TLE-Format oder durch SGP4 oder durch Dekret eingeschränkt ist? Können Sie mit einem Link klären und unterstützen? Danke sehr!
Die Exzentrizität wird sowohl durch das TLE-Format (Exzentrizität wird als sieben Ziffern mit einem implizierten führenden Dezimalpunkt gespeichert) als auch durch das SDP4/SGP4-Format eingeschränkt. Beispielsweise werden an verschiedenen Stellen Größen wie sqrt(1-e^2) berechnet, die Ihnen imaginäre/komplexe Werte liefern würden. Die Kepler-Gleichung wird auf eine Weise gelöst, die elliptische Bahnen annimmt. Und so weiter ... Formaterklärungen finden Sie unter projectpluto.com/tle_info.htm (und ich würde die darin verlinkten Wikipædia- und Celestrak-Kolumnen empfehlen.)
Ein Minuszeichen für Exzentrizität könnte mit einer der unbesetzten Spalten markiert werden, wie ich in der Frage betont habe. Es könnte eine zukünftige SGP4-Implementierung anweisen, zu einem negativen Exzentrizitätsalgorithmus zu wechseln, genauso wie Zeiträume von mehr als 225 Minuten zu SDP4 anstelle von "SGP4 Classic" gehen. Aber ich muss zugeben, dass die Wahrscheinlichkeit, dass dies jemals passiert ist, von Minute zu Minute geringer wird ;-) Obwohl es (wie Sie hier sagten ) schwierig ist, ein Negativ zu beweisen, werde ich Ihre ausgezeichnete Antwort akzeptieren und Mach weiter mit meinem Leben ;-)
Es wurde ein Kommentar hinzugefügt, der erklärt, dass Sie jeden negativen Exzentrizitätsfall in einen positiven Exzentrizitätsfall umwandeln können. Es gäbe auch Möglichkeiten, TLEs zu "erweitern", um parabolische / hyperbolische Umlaufbahnen zu handhaben, und tatsächlich mache ich genau das in einigen meiner Software ... aber ohne die Erwartung, dass jemand anderes das Schema übernehmen würde, so nützlich es auch ist für meine besonderen Zwecke.

Nein – TLEs sind für eine bestimmte Familie von Algorithmen gedacht, die für die Trajektorienausbreitung von erdumkreisenden Raumfahrzeugen ausgelegt sind (die vereinfachten Störungsmodelle).

Was Sie stattdessen finden können, sind Zustandskorrekturen (t, r, v) in einem bestimmten Rahmen, relativ zu einem bestimmten Zentrum, ausgegeben als eine Art Ephemeriden. Beispielsweise erstellt JPL SPK-Dateien für alle seine Raumfahrzeuge.

Sie können jede Punktmassenbahn propagieren, solange Sie den Anfangszustand (sechs Variablen) und die Zeit sowie einen „geeigneten“ Algorithmus kennen. „Angemessen“ kann so einfach sein wie ein Zwei-Körper-Problem oder so komplex wie ein proprietärer Algorithmus, der alle bekannten Kräfte und Verhaltensdynamiken berücksichtigt.

Können Sie dies mit unterstützenden Informationen belegen, z. B. einem Dokument, in dem dies ausdrücklich zur TLE-Generierung angegeben ist? Ich verstehe, dass zwei- und dreizeilige Elementsätze im Allgemeinen für Gegenstände verwendet werden, die die Erde umkreisen, aber das zeigt nicht a priori , dass sie dazu grundsätzlich nicht in der Lage sind. Denken Sie daran, dass SGP4 früher nicht in der Lage war, die „Deep-Space“-Korrekturen (Mond- und Erdeffekte) anzuwenden, bis es später mit SDP4 zusammengeführt wurde, obwohl die TLEs bereits für beide generiert wurden! Siehe diese Frage zum Beispiel.
Wie Sie im Link celestrak.com/NORAD/documentation/spacetrk.pdf sehen können , sind die SGP/SDP-Modelle erdspezifisch.
OK, nehmen Sie den entsprechenden Abschnitt und fügen Sie ihn als Blockzitat in Ihre Antwort ein, anstatt als Kommentar. Denken Sie daran, dass dies eine Beschreibung einiger Verbreitungsalgorithmen ist (und nicht unbedingt eine absolut vollständige), nicht in erster Linie eine Spezifikation für ihre Generierung .
Es ist möglich, dass etwas in dieser Diskussion des Projekts Pluto projectpluto.com/sat_code.htm hilfreich sein könnte (oder auch nicht).