¿Qué significa "una órbita geoestacionaria de alta energía"? (SpaceX Arabsat 6A)

El artículo de Teslarati sobre el lanzamiento del Falcon Heavy del 7 de abril de SpaceX, un paso hacia nuevos mercados comerciales, dice:

Si bien existe cierta incertidumbre inherente en torno al (una vez más) cohete bastante nuevo, SpaceX ahora ha presentado oficialmente un plan con las autoridades de alcance de Cabo Cañaveral que verían a Falcon Heavy nominalmente realizar una prueba crítica de fuego estático tan pronto como el 31 de marzo, seguido de una semana. más tarde por un objetivo de lanzamiento de no antes de (NET) 6:36 pm EDT (22:36 UTC), 7 de abril. Preparado para colocar el satélite de comunicaciones Arabsat 6A de ~6000 kg (13,200 lb) en una órbita geoestacionaria de alta energía, una misión exitosa que, en última instancia, demuestra que la utilidad comercial de Falcon Heavy también podría aumentar el interés del mercado de lanzamiento global en el cohete, incluidos los posibles clientes ancla como la NASA. .

  1. ¿Qué significa (si es que algo) significa "una órbita geoestacionaria de alta energía"?

  2. ¿SpaceX lleva el satélite hasta una órbita cis-GEO, o es solo un lanzamiento a GTO?

Como usted insinúa, una órbita geoestacionaria de "alta energía" no es realmente una cosa: todas las órbitas geoestacionarias verdaderas tendrán la misma energía. Sospecho que significan "alta energía" en el sentido de "órbitas terrestres más altas que las bajas". En cuanto a 2. Creo que irá a un GTO estándar o a una órbita súper sincronizada, las cuales requerirán que la carga útil proporcione algunas maniobras después del despliegue.
@Jack ¿Sería la "órbita súper sincronizada" una órbita con mayor energía que GEO, o menor? Nunca sé si el "súper" significa una velocidad más rápida o un eje semimayor más alto.
Una órbita de transferencia con su apoapsis por encima de la altitud geoestacionaria. Wikipedia dice que también se refiere a una órbita con un período más grande que la OSG, pero creo que se refiere más comúnmente a la transferencia descrita anteriormente.
Respondería, pero no estoy seguro de la órbita de inserción, ¡así que lo dejaré por ahora para que alguien que conozca mejores lugares busque fuentes!
¿Has pensado en preguntarle al autor?
@EverydayAstronaut probablemente haya varios cientos de preguntas aquí a las que uno podría agregar ese comentario y, sin embargo, la gente no lo hace. ¿Has considerado por qué?
@Jack alude a esto en los comentarios y es fundamental para la respuesta de John Sager, pero supongo que el autor simplemente se equivocó y la oración debería decir: "Establecido para colocar el satélite de comunicaciones Arabsat 6A de ~6000 kg (13,200 lb) en un órbita de transferencia geoestacionaria de alta energía ".

Respuestas (2)

El otro respondedor está en el camino correcto. Creo que la descripción de una " órbita geoestacionaria de alta energía " es un error por parte del autor: debería llamarse " órbita de transferencia geoestacionaria de alta energía " ( en adelante GTO ).

Primero, permítanme detallar cómo se usa un GTO tradicional desde un sitio de lanzamiento inclinado.

  1. El lanzador lanzará el satélite a una órbita de transferencia con un apogeo de altitud geosíncrona ( 35.786 km ).

  2. En el apogeo, el satélite realizará un encendido que reduce simultáneamente la inclinación a 0° y eleva el perigeo a la altitud geosincrónica.

  3. Después de esta quema combinada, el satélite está en órbita geoestacionaria .

La razón por la que se combinan las maniobras de cambio de inclinación y elevación del perigeo es por trigonometría simple: quemar en diagonal requiere menos energía total para lograr la misma velocidad final (¡no solo la velocidad, la dirección importa mucho!) que quemar en una dirección y luego quemar en forma perpendicular. esa dirección Además, esto se hace a una altitud geosíncrona porque el satélite viaja más lento allí que a una altitud terrestre baja. Por lo tanto, cambiar de dirección no requiere tanto cambio en la velocidad (delta-V).

Falcon Heavy lanzó Arabsat 6a a una órbita de transferencia con un apogeo de 90.000 km , muy por encima de la altitud geosíncrona de 35.786 km . A esa altitud, viajaba muy, muy lentamente, por lo que el cambio de inclinación combinado y la quema de elevación del perigeo requirieron incluso menos dV de Arabsat que si hubiera ocurrido en GEO. Pero Arabsat aún no habría estado en órbita geoestacionaria. Necesitaba realizar una quema de circularización más en el perigeo para volver a ralentizarse y bajar su apogeo de 90 mm a una altitud geosincrónica.

Este tipo de transferencia de "sobreimpulso" a una órbita más alta no es una órbita de transferencia de Hohmann, es una transferencia bielíptica . A pesar de requerir tres quemaduras (1: [sobre] aumentar el apogeo, 2: aumentar el perigeo, 3: disminuir el apogeo) en lugar de solo las dos de Hohmann (1: aumentar el apogeo, 2: aumentar el perigeo) , las transferencias bielípticas pueden requerir menos dV en algunos casos. Subir de LEO a GEO no es uno de estos casos. El dV total requerido es mayor que un GTO tradicional.

Sin embargo, las quemas de menor energía requeridas por Arabsat para ingresar a GEO desde su órbita de transferencia gastaron mucho menos dV que la quema única para ingresar a GEO desde un GTO tradicional.

La diferencia en energía fue compensada por Falcon Heavy, que colocó a Arabsat en la órbita de transferencia geoestacionaria de alta energía que lo arrojó a 90 Mm en lugar de 35.7ish Mm.

¡Esto es excelente, gracias!
Veo que ha escrito tres respuestas excelentes hasta ahora y ninguna de ellas ha sido aceptada todavía. En mi caso suelo esperar al menos unos días antes de aceptar por varios motivos. Una es que puede haber respuestas adicionales y una rápida aceptación de una puede desanimar a otros a publicar respuestas interesantes y útiles adicionales para que las disfruten los futuros lectores, y otra es que la aceptación lleva la pregunta a la cola activa, lo que generalmente significa que algunas personas más lo harán. ver la respuesta y votarla.
¡Hoy aprendí!

La órbita de transferencia de Arabsat 6a llegó a un apogeo de 90.000 km. A esa altura, viaja muy lentamente, por lo que agregar delta-V necesita menos energía. El satélite necesita eliminar la inclinación de lanzamiento (es decir, 28,5 -> 0) y al mismo tiempo elevar el perigeo a la altitud geoestacionaria. Luego, cuando el satélite alcanza el perigeo, el motor vuelve a encenderse para circularizar la órbita. Esto necesita menos energía del propio motor del satélite pero requiere más del lanzador.

Esta es una respuesta muy interesante, ¡gracias! ¿Puedes citar una fuente de apogeo? ¡Gracias!
¿Por qué una cierta cantidad de delta-V "necesita menos energía" a baja velocidad que a alta velocidad? Pensé que la velocidad influye en cuánto aumenta la energía cinética total por ese delta-V (dependencia cuadrática, efecto Oberth).
El nombre para este tipo de transferencia a órbitas geosincrónicas es Supersynchronous . Como se indicó, son útiles para cambios combinados de avión y perigeo con un gasto de combustible relativamente bajo.
-1temporalmente, como un suave recordatorio de que es importante citar las fuentes al citar información fáctica. En este momento, los lectores (incluyéndome a mí) no tienen forma de saber si esta respuesta es incorrecta o correcta. ¡Gracias!
@EverydayAstronaut Creo que John está un poco equivocado: en altitud, las maniobras orbitales que requieren un cambio de dirección (como cambios de avión) requieren menos dV porque el satélite viaja lentamente. 500 m/s dV perpendicular a su órbita hace mucho más cuando viaja a ~1,5 km/s que a ~3,0 km/s.
¿Qué significa "una órbita geoestacionaria de alta energía"? (SpaceX Arabsat 6A)
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v