¿Por qué ciertas horas del día tienen más lanzamientos que otras?

(La pregunta Lanzamientos diurnos versus nocturnos es similar, pero las respuestas allí, que la hora del día es irrelevante, parecen entrar en conflicto con mis datos, que muestran claros sesgos hacia ciertas horas)

Siento que la mayoría de los lanzamientos interesantes de la NASA suceden antes de levantarme por la mañana: vivo en el oeste y me gusta dormir hasta tarde, y parece que cada vez que empiezo a ver entusiasmo en las cuentas de Twitter de la NASA o en NASA TV por un próximo lanzamiento y Busco detalles, encuentro que el lanzamiento va a ocurrir antes de que suene mi despertador. Tenía curiosidad si esto era cierto, así que traté de hacer un gráfico de la hora local de lanzamiento:

lanzamientos por hora

Aquí, con los datos del registro de lanzamiento de JSR y mirando solo los lanzamientos desde Cabo Cañaveral y el Centro Espacial Kennedy, confirmo en parte mi corazonada al ver que una gran parte de los lanzamientos ocurren en la mañana con una caída significativa a las 9 a.m., hora del Pacífico. Sin embargo, también veo que hay un componente aún mayor en su velada (¡sí, para mí!) y esto me lleva a preguntar por qué estos dos períodos de tiempo (7 a. m.-mediodía y 6 p. m.-9 p. m.) parecen ser los momentos más populares para los lanzamientos. Y una continuación, por qué las horas de la tarde parecen ser las más populares, con lanzamientos de 6 a 7 p.

No pretendo que mis datos sean precisos o completos, pero pasan mi prueba de olfato: muchos lanzamientos en esas horas de la mañana y menos lanzamientos por la noche que durante el día. Pero no me sorprendería si alguien puede obtener datos más precisos que muestren algo diferente o encuentre un error en mi metodología:

Después de descargar el launchlog.txt de 1.6 MB (no se desanime por la advertencia "GRANDE"), ejecuté estos comandos (están bastante pirateados, así que no me juzguen con demasiada dureza, y entre otras cosas dependen en ambos sitios de lanzamiento que tienen al menos 1 lanzamiento por hora, lo cual es parte de la razón por la que no incluí los lanzamientos de Wallops en mi gráfico) para obtener solo los lanzamientos de Canaveral y KSC, convertir UTC a Este y trazarlos por hora:

sites="CC KSC"; for launchsite in $sites; do echo trying $launchsite; cut -b 14-29,160-163 launchlog.txt | grep -E $launchsite[[:space:]]*$ | awk '{print $2, $3, $1, $4}' | while read utc; do TZ='America/New_York' date -d "$utc UTC" +%H; done | sort -n | uniq -c > site$launchsite.out; done; gnuplot -e "set terminal pngcairo; set xrange[-1:24]; set boxwidth 0.75; set style data histograms; set style fill solid; set style histogram rowstacked; set multiplot; set xlabel 'hour of day'; set ylabel '# of launches'; plot 'siteCC.out' using 1 , 'siteKSC.out' using 1" > launch_tod.png

Se señaló muy bien que estos datos se remontan a los primeros lanzamientos de cohetes, y las operaciones de lanzamiento han madurado significativamente durante ese tiempo. Me hubiera gustado incluir solo los lanzamientos más recientes, pero no hay tantos. Aquí hay un gráfico más difícil de leer que muestra los 7 principales sitios de lanzamiento desde el 1 de enero de 2000 hasta el primer lanzamiento de 2015: Baikonur (304 lanzamientos), Cañaveral (148), Guayana Francesa (109), Plesetsk (96), Vandenberg (63), Xichang (58) y Jiuquan (48). Si hice todo bien, los tiempos son para la hora local del sitio de lanzamiento (el lanzamiento adicional en '0' es un lanzamiento de CSG con fecha pero sin hora). Un par de sitios parecen tener algunas tendencias hacia los momentos preferidos, pero creo que hay muy pocos datos para sacar conclusiones reales:

lanzamientos desde 2000, 7 mejores sitios

datos desde 2000: lanzamientos para todos los sitios de lanzamiento y los 7 números principales por hora en pastebin

Me pregunto si hay una correlación con el clima local en el sitio de lanzamiento. Por ejemplo, velocidades del viento más bajas por la noche.
Puede ser que el amanecer y el atardecer ofrezcan las condiciones de viento más tranquilas, aunque no lo sé con certeza. Otro punto: muy buen gráfico, pero ¿podrías etiquetar los ejes? Me tomó un segundo averiguar qué estabas conspirando contra qué.
parece que prefieren hacerlo durante la cena juntos. Esa es la respuesta obvia ;)
Su premisa relacionada con el clima no suena cierta. Vivo a unas 40 millas del Centro Espacial Kennedy, y esas primeras horas de la tarde son cuando las tormentas eléctricas casi diarias tienden a pasar, particularmente en los meses de verano.

Respuestas (3)

No tengo la reputación para comentar, pero parece que estás usando datos que se remontan a finales de los años 50. Diría que su concepto de operaciones es tan diferente al actual que no debería incluir esos datos en ninguna discusión sobre las prácticas modernas. ¿Cómo se ve tu trama si te limitas a la última década más o menos?

También sospecho que la mecánica orbital jugaría solo un papel menor en las estadísticas más grandes de cuándo ocurren los lanzamientos. La mecánica orbital definitivamente determina su azimut de lanzamiento y el tiempo de lanzamiento para tratar de reunirse con la ISS o para apuntar a alguna órbita interplanetaria o a un vuelo de formación/constelación... pero en una amplia gama de misiones, no veo cómo sería posible ese tiempo. correlacionar con la hora local del día. Además, si solo desea que las pistas terrestres de su satélite permanezcan centradas sobre su área de operaciones (que es el caso de los satélites de telecomunicaciones), puede hacer ese lanzamiento en cualquier momento del día para hacer la órbita. Sospecho que cualquier desviación de una distribución uniforme de tiempo de lanzamiento es mucho más mundana.

Mi intuición personal es que los lanzamientos desde el Cabo o desde Vandenberg tienden a ser temprano en la mañana o al final de la tarde. Esto se debe a que grandes porciones del espacio aéreo nacional tienen que ser cerradas al tráfico de aeronaves y los barcos en el mar también deben ser despejados de las áreas de rango inferior. Logísticamente hablando, esto es una pesadilla. Si lanza durante la mitad del día, es cuando la mayoría de los aviones están en el aire y causará una gran interrupción en el espacio aéreo nacional. Sin entrar en los detalles de los datos patentados, los análisis que he visto de lanzamientos históricos en órbita desde ubicaciones de lanzamiento en Florida estiman que el costo agregado para las aerolíneas es de unos cientos de miles de dólares por lanzamiento. El costo proviene de tener muchas aeronaves desviadas alrededor de la zona de peligro de lanzamiento,Existe un fuerte incentivo económico de parte de las aerolíneas para que los vehículos espaciales operen en horarios que minimicen la interrupción del tráfico aéreo.

Cuando tenga más tiempo en unos días y si hay interés, puedo subir una foto o dos del tamaño de las zonas de exclusión aérea que los aviones deben evitar durante los lanzamientos históricos.

¿Cuánto desea aprender sobre la dinámica orbital, los cambios en el plano orbital y las direcciones de lanzamiento sinérgicas?

Parte 1: Lanzamiento

Se necesita un cambio en la velocidad (aquí llamado delta V) de ~7.8 km/s para pasar de la velocidad estacionaria a la orbital. Se necesitan otros 1,5-2,0 km/s de pérdidas delta V (arrastre gravitacional y dinámico de fluidos) para alcanzar la órbita.

La rotación de la Tierra puede proporcionar ~0,5 km/s gratis a tu velocidad, siempre que lances directamente hacia el este desde el ecuador. Desde cualquier otro lugar funciona como 0,5 km/s * cos(latitud). Pero la clave es lanzarse directamente al este. Desde Cabo Kennedy, esto le da ~0,43 km/s de velocidad libre.

Parte 2: Destino

La mayoría de los lanzamientos requieren que el satélite llegue a una órbita específica. Eso no es solo altura, eso incluye un plano específico en relación con la Tierra, el Sol, la Luna, otros planetas o la Estación Espacial.

En el ejemplo de la Estación Espacial, su órbita tiene una precesión alrededor de la Tierra. Lanzar directamente hacia el este desde el cabo Kennedy no siempre indica dónde estará la estación espacial. Entonces, parte del tiempo de lanzamiento es elegir una órbita de la Estación Espacial que permita el mayor beneficio de la rotación de la Tierra.

Seguimiento terrestre de la ISS de Wikipedia
Seguimiento terrestre de la ISS de Wikipedia

En segundo lugar, en los casos de un lanzamiento directo al destino, el lanzador debe cronometrar su lanzamiento de manera que alcance la ubicación correcta al mismo tiempo que el objetivo (por ejemplo, un transbordador que intenta llegar a la estación espacial).

Parte 3: Cambios en el plano orbital

Son extremadamente costosos en combustible. Es mucho más eficiente lograr la órbita correcta desde el lanzamiento que corregirla después del lanzamiento.

Parte 4: Ubicación, ubicación, ubicación

No he revisado la lista de lanzamiento, pero apuesto a que su gráfico de barras inicial muestra la conveniencia de algunas órbitas sobre otras. El tiempo debe basarse en la inclinación orbital de destino de los objetos y el tiempo en el día. Esto podría sugerir órbitas síncronas con el sol (satélites espías y meteorológicos), pero dudo que puedan explicar por completo el problema.

Tengo que prepararme para el concierto del coro de mi hija, así que tendré que terminar más tarde.
Ninguna de las cosas que has dicho parece tener un vínculo obvio con el sol o la hora del día...
De hecho, pensé en eso durante todo el concierto. Hay órbitas que requieren lanzamientos con inclinaciones específicas (síncronas solares, geoestacionarias, etc.). Sin embargo, necesitarían múltiples inclinaciones diferentes de órbitas para obtener una cobertura adecuada para la sincronía solar. Geoestacionario está siempre en el plano. Por lo tanto, esto podría influir en el sesgo estadístico, pero no es probable que sea la causa principal. Creo que es más probable que la discusión sobre el clima sea precisa. La mañana tiene menos energía atmosférica que la tarde, por lo que hay menos tormentas.
Ajustaré mi respuesta en consecuencia. Mantenga la información original, pero explique por qué es probable que sea un efecto menor. Tal vez haga otra respuesta sobre el clima y por qué es más probable que sea importante.
Este "Sin embargo, necesitarían múltiples inclinaciones diferentes de órbitas para obtener una cobertura adecuada para la sincronía solar". debería decir "Sin embargo, necesitarían varias horas diferentes del día para obtener la cobertura adecuada para la sincronía solar".

Para Florida, rodeada de agua y con reputación de tormentas eléctricas, el clima es un factor importante. Se prefiere temprano en la mañana y en la noche para condiciones atmosféricas estables.

La siguiente es una suposición: cualquiera que sea el sitio de lanzamiento, los factores económicos mencionados en las otras respuestas favorecerían un lanzamiento nocturno o temprano en la mañana. Los factores humanos, como el ciclo del sueño, tenderían a un lanzamiento temprano en la mañana. Cualquier emergencia de lanzamiento se resolvería mejor durante el día.

Habría un compromiso entre estas preferencias que se seguiría sujeto a la compatibilidad con la restricción principal de los criterios orbitales.

¿Por qué ciertas horas del día tienen más lanzamientos que otras?
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