¿Diferencia entre las órbitas de Tundra y Molniya?

Definitivamente no son idénticos.

Tundra es geosíncrona; período = 1 día. La excentricidad le permite pasar la mayor parte del tiempo sobre una región de la Tierra fuera del ecuador, algo que no es posible para las órbitas geoestacionarias (sentarse siempre sobre un punto en el ecuador) o geosíncronas circulares (función sinusoidal con desaceleración en ambos extremos). Tundra está destinado a que un solo satélite observe un punto específico de la Tierra.

Molniya es una órbita destinada a constelaciones de 3 satélites y tiene un período de medio día. También se usa para observar dos regiones fuera del ecuador de la Tierra, separadas por 180 grados de longitud. Utiliza el efecto similar de "residencia" de un satélite que permanece durante mucho tiempo cerca del apogeo, por encima de aproximadamente la misma región de la Tierra (aunque no tan estrecha como en el caso de Tundra), y cuando el satélite deja el apogeo, otra desde la constelación se acerca a ella, y entra en región de interés para la observación.

La parte más importante es sobre la trayectoria sobre el suelo:

Tundra:

Molniya:

En Tundra, el satélite pasa la mayor parte del tiempo sobre la parte superior "estrecha" de la figura 8, luego atraviesa la parte inferior para volver a la parte superior.

En Molniya, hay tres satélites exactamente en la misma trayectoria sobre el suelo, separados por 1/3 de período. Se lanzan a través de los largos tramos del sur, luego habitan en los "picos" del norte.

Debido a la rotación de la Tierra, la pista de tierra gira, por lo que sus RAAN están separados en realidad por 120 grados; además, su verdadera anomalía es tal que su época diferiría +8/0/-8 horas si la verdadera anomalía fuera idéntica.

Resumiendo:

orbitales :

Tundra: 1 satélite, período de 1 día, 0,2 a 0,3 excentricidad.

Molniya: 3 satélites, período de 12 h, excentricidad de 0,7, RAAN y True Anomaly separados por 1/3 de período.

Funcional:

Tundra: observación de un punto de la Tierra, la mayor parte del tiempo. (también es posible utilizar dos o tres satélites para una cobertura del 100% del tiempo).

Molniya: observando dos áreas en la Tierra separadas 180 grados, en todo momento .

En cuanto a las principales diferencias técnicas , Molniya requiere tres lanzamientos separados, pero Tundra requiere un impulsor más fuerte para alcanzar la órbita más alta. Además, el apogeo algo más alto de Tundra puede requerir una conexión de radio más fuerte o generar peores resultados debido a la mayor distancia; aunque la diferencia no es grande (alrededor del 15%).

Esta es una adición a la excelente respuesta de SF. Con respecto a por qué tales órbitas están inclinadas aproximadamente 63.4 grados.

Que el achatamiento de la Tierra provoque la precesión del nodo de un satélite es un efecto bien conocido. Un efecto menos conocido es que el achatamiento de la Tierra también provoca la precesión del argumento de perigeo de un satélite. Esta precesión absidal es esencialmente insignificante para los satélites en una órbita casi circular. La precesión absidal es bastante importante para un satélite en una órbita muy excéntrica, una característica común a las órbitas de la tundra y Molniya. Ambos tipos de órbitas dependen de que ocurra un apogeo en la extensión más al norte de la órbita. Dichos satélites deben combatir la precesión absidal con grandes cantidades de combustible para el mantenimiento de la órbita o deben colocarse en una órbita en la que la precesión absidal se reduzca fuertemente.

Mientras que la$J_2$efecto sobre la precesión nodal es proporcional a$\cos i$, dónde$i$es la inclinación del satélite con respecto al plano orbital de la Tierra, la$J_2$efecto sobre la precesión absidal es proporcional a$5\sin^2i-4$. Esto hace una inclinación de$\arcsin\left(\sqrt{4/5}\right)=\arccos\left(\sqrt{1/5}\right)=\arctan(2)$ser bastante crítico. Esta inclinación da como resultado una precesión absidal cero desde$J_2$. Por esta y otras razones se le llama inclinación crítica.