¿Cómo funciona la técnica de "separación de vector de inclinación-excentricidad" para satélites GEO colocados?

Esta respuesta a ¿Cómo se colocan los satélites coubicados entre sí? enlaces al artículo de pago Separación de satélites geoestacionarios con vector de excentricidad e inclinación con el resumen:

Hoy en día, ubicar varios satélites en una ventana de mantenimiento de posición estrecha es una buena manera de aprovechar el problema de la fuente de la órbita geoestacionaria. Para evitar colisiones, los inconvenientes del acercamiento cercano y las interferencias mutuas, en este documento se analiza un método de separación de múltiples satélites que utiliza un vector de excentricidad y un vector de inclinación. Se investiga el principio y la ecuación de restricción de la separación combinada. Se entrega la calificación inicial, la estrategia de control de excentricidad e inclinación en maniobra W/E y maniobra N/S. La simulación muestra que la distancia mínima de separación es de más de 10 km y dos satélites geoestacionarios chinos funcionan en órbita con un funcionamiento seguro.

Pregunta: ¿Es posible explicar y/o ilustrar cómo funciona esta técnica? ¿Cómo mantiene una distancia segura entre los satélites GEO colocados?

Estoy pensando que en el cuadro sinódico (giratorio) los dos satélites parecerán girar uno alrededor del otro, pero tengo dificultades para visualizar cómo funciona esto realmente.

Respuestas (1)

Creo que cada persona visualizará este problema de manera diferente. Personalmente, si bien los documentos formales que describen las estrategias de separación pueden ser interesantes, a menudo encuentro que se pierden los conceptos básicos (aunque no podría comentar sobre el artículo que menciona).

Aquí hay una explicación simple que se aplica entre cualquier par de órbitas, pero se usa particularmente en GEO, con suerte un punto de partida lo suficientemente claro:

  1. Cada órbita de satélite es un plano, si los dos planos no son coplanares, entonces tienen una línea de intersección. La única posibilidad de una colisión está en algún lugar a lo largo de esa intersección.
  2. Cada órbita tiene un radio variable con respecto a la Tierra, es decir, es excéntrica en un grado. La única posibilidad de colisión es donde los radios son iguales.
  3. Reuniendo lo anterior, para evitar una colisión, simplemente debemos asegurarnos de que tenemos una separación radial en el cruce del avión.

Más detalles

Con suerte, el resto de esto ayudará a cerrar la brecha para comprender las discusiones de una estrategia de separación que se han escrito de manera más formal:

  1. Sucede que el plano está definido por la inclinación y el RAAN, por lo que si quieres puedes definir el plano por el vector de inclinación que representa la inclinación y el RAAN.

  2. Los radios de las órbitas están definidos por la excentricidad y el argumento del perigeo. Juntos forman el vector de excentricidad.

  3. Tanto el vector de inclinación como el de excentricidad progresarán a lo largo del año, y esto se puede limitar mediante el mantenimiento de la estación (bueno, admito que aquí es donde los diagramas sofisticados ayudan un poco).

  4. Existe una noción de inclinación relativa y vectores de excentricidad, es decir, entre los dos satélites.

  5. A partir de entonces, el lenguaje preciso para un método u otro bien puede involucrar nociones tan tortuosas como "mantener los vectores de inclinación relativa y los vectores de excentricidad relativa" en algún ángulo entre sí durante todo el año.

  6. (EDITAR) Habrá bastantes variaciones de las estrategias reales según el número de satélites a coordinar y cualquier necesidad especial si son propiedad de diferentes operadores.

  7. (EDITAR) Hasta ahora, todo esto se aplica en cualquier escala de tiempo, diaria o anual porque es solo un concepto. En algún momento, los ciclos relativos de mantenimiento de la posición de los satélites involucrados se volverán relevantes para que puedan monitorear el progreso continuo, es decir, planificar maniobras, verificar distancias de separación, ejecutar maniobras, determinar distancias y órbitas, verificar que todo funcionó.

+n!Esta es una explicación realmente hermosa! Para cuando leo el punto 2, ya puedo imaginar a la pareja girando en espiral alrededor de la Tierra.
Muchas gracias, me alegro de que te haya funcionado. Acabo de agregar los últimos pensamientos.