¿Cómo terminaron dos satélites casi en la misma órbita excepto que se movieron en direcciones opuestas?

En una serie de cuatro tuits que comienzan con este (que se encuentra en 2 satélites evitará por poco colisionar a 32,800 mph sobre Pittsburgh el miércoles )

1/ Estamos monitoreando un evento de aproximación cercana que involucra a IRAS (13777), el telescopio espacial fuera de servicio lanzado en 1983, y GGSE-4 (2828), una carga útil experimental de EE. UU. lanzada en 1967.

LeoLabs menciona una conjunción prevista de dos satélites desaparecidos con una separación preocupante

2/ El 29 de enero a las 23:39:35 UTC, estos dos objetos pasarán cerca uno del otro a una velocidad relativa de 14,7 km/s (900 km directamente sobre Pittsburgh, PA). Nuestras últimas métricas sobre el evento muestran una distancia de error prevista de entre 15 y 30 metros.

Dado que ninguna de las naves espaciales se puede controlar, solo tenemos que sentarnos y observar lo que sucede o no a 900 km sobre Pittsburgh, Pensilvania.

Pregunta: ¿Cómo terminaron estas dos naves espaciales en órbitas casi contrapropagantes? Dado que su altitud es tan alta, ambos deben haber comenzado no muy por encima de los 900 km. ¿No hubiera sido una buena idea que no fueran en direcciones opuestas? (¿O estoy malinterpretando la situación?)

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No sabía que había un Pittsburgh en Panamá (=PA) ;-)
Fueron lanzados en 83 y 67. Todavía tengo que escuchar que las predicciones sean precisas durante un mes, y mucho menos después de 37 años. Simplemente no había forma de predecir que con el tiempo estos dos satélites en particular entrarían en conjunción. Y por cierto, ese tipo de conjunciones ocurren a menudo en LEO, simplemente no suelen ser noticia. Pero tenga en cuenta que durante la próxima revolución, estos dos satélites no pasarán cerca uno del otro, por lo que esto generalmente no es un problema. Todo operador LEO sin propulsión tiene miedo de ser golpeado por otro satélite, esto simplemente no sucedió (por accidente) todavía.
@Mefitico eso es ciertamente correcto; Creo que una respuesta adicional en ese sentido sería instructiva.
Parece que se atravesaron el uno al otro. Paso de tiempo de simulación demasiado largo... :-)
@ebv hay ventajas de vivir en una simulación ;-)

Respuestas (1)

¿Cómo? Simple, porque se lanzaron a esas órbitas .

¿Por qué? Bueno, primero, déjame explicarte cuáles son realmente sus órbitas.

IRAS (13777) y GGSE-4 (2828) están ambos en órbitas de alta inclinación, 70° y 99°, respectivamente. Este último es ligeramente retrógrado, como es común en las órbitas heliosíncronas . Sin embargo, para comprender completamente en qué plano están orbitando, necesitamos dos elementos, no solo la inclinación. (¿Por qué dos? Porque necesita dos medidas para indicar una dirección única en 3 dimensiones).

Este segundo elemento es su ascensión recta del nodo ascendente, o, más simplemente, a qué longitud (no relativa a la superficie giratoria sino al Primer Punto de Ares, un punto fijo en el cielo) cruzan el ecuador de la Tierra viajando norte. Estos son 214.5008° y 027.7275°, respectivamente.

Puedes ver que están separados por casi 180°. Combinado con las inclinaciones, que están a 10° y 20° de una órbita polar verdadera pero en diferentes direcciones, tenemos dos satélites en casi la misma órbita, excepto que se mueven en direcciones opuestas.

Así que volviendo al por qué...

IRAS se lanzó a una órbita heliosincrónica porque es un satélite de exploración de infrarrojos y es útil tener siempre el sol en (casi) la misma posición cuando se toman fotografías de infrarrojos. De esa manera, todos se toman a la misma hora del día y no tiene que considerar los cambios en la iluminación (tanto) para las aplicaciones de detección remota. GGSE fue lanzado a una órbita subpolar alta porque era un satélite espía del 60 y necesitaba tomar fotos de cosas soviéticas en latitudes altas.

Sin embargo, parece que IRAS se lanzó justo a la hora correcta (¿equivocada?) del día en que la órbita de GGSE estaba directamente sobre su cabeza , pero en la dirección opuesta a la que se lanzó IRAS . Debido a que sus inclinaciones son similares a 90°, pero en diferentes direcciones, eso le dio a sus dos órbitas una inclinación relativa muy baja de alrededor de 10° (en realidad, técnicamente, es alrededor de 180, porque van en direcciones casi opuestas, pero eso no es mi punto aquí, mi punto es que están en el mismo plano).

Entonces, si IRAS hubiera lanzado 12 horas después o antes de cuando lo hizo, habrían estado yendo en la misma dirección pero con una diferencia de inclinación relativa de 30° en lugar de 11°.

tl; dr: la NASA no hizo su tarea o cometió un error de cálculo, re IRAS; o no sabían sobre GCSE-4 (¿posiblemente su existencia todavía estaba clasificada en 1983?)
@IanKemp No creo que sea necesariamente una conclusión justa. En ese momento (y hasta cierto punto, hoy) la mayoría de los operadores asumieron que la cantidad de objetos en el espacio era tan baja que sería casi imposible que dos de ellos colisionaran. Incluso ahora, casi 40 años después de sus lanzamientos, no han chocado (aunque no sabría decir cuántos acercamientos ha habido).
¿Está sugiriendo que un vehículo sincronizado con el sol y otro sin sincronización han mantenido la misma relación orbital desde 1983? Estarán en precesión a diferentes velocidades.
¿No debería ser "alrededor de 180" "alrededor de 190"?
"porque se lanzaron a esas órbitas" ¿Realmente un satélite permanece en la misma órbita durante 50 años?
@jik (y @ BowlOfRed también) Absolutamente no. Mi respuesta es casi categóricamente falsa en cuanto a narración histórica de lo sucedido. La perturbación no kepleriana en órbitas tan bajas de vehículos tan pequeños significa que (supongo) a menos que tenga los parámetros de lanzamiento originales, sería muy difícil determinar en qué órbita original se colocaron estos satélites. Sin embargo, creo que mi respuesta tiene mérito en el sentido de que profundiza la comprensión del autor de la pregunta sobre la mecánica orbital (ciertamente, solo Kepleriana) y los ayuda a pensar cómo podría originarse tal situación (en una escala de tiempo mucho más corta).
@AntonHengst A menudo hago preguntas para las que ya tengo una idea de cuál puede ser la respuesta. Mi objetivo en estos casos es facilitar la generación de respuestas que beneficien a los futuros lectores . Así que a veces juego el papel de facilitador de respuestas en lugar de un investigador genuino.