¿Cómo varios satélites desplegados en el mismo lanzamiento alcanzan sus diferentes órbitas finales?

Por ejemplo, en el lanzamiento de Iridium-4 desde SpaceX el 22-12-2017, se desplegaron 10 satélites casi al mismo tiempo. ¿Cómo entran los satélites en sus propias órbitas separadas después de desplegarse? Cuando se despliegan así, ¿no permanecen juntos en la misma órbita?

Mientras que la pregunta ¿Cómo fueron desplegados los 10 satélites Iridium NEXT por SpaceX? y su respuesta aborda los mecanismos de despliegue, estoy preguntando aquí sobre las órbitas de los satélites. El despliegue deja a los diez satélites en órbitas casi idénticas, pero seguramente esto no sería correcto para una constelación que brinda cobertura global.

No realmente "casi al mismo tiempo". Si ve o escucha el video, le tomará alrededor de 15 minutos, se implementan a intervalos de tiempo regularmente espaciados. youtube.com/watch?v=wtdjCwo6d3Q Si lee la respuesta a la pregunta vinculada en el comentario anterior y tiene más preguntas, ¡pregunte!
@NathanTuggy después de una lectura cuidadosa de la pregunta y la respuesta allí, no creo que todavía haya una buena respuesta a "¿Cómo entran los satélites en sus propias órbitas separadas después de que se implementan?" La discusión allí se centra principalmente en los mecanismos de enganche y liberación. No creo que esta pregunta sobre órbitas sea un duplicado de esa pregunta, ni debería cerrarse.
@uhoh Sí, de hecho, toma alrededor de 15 minutos, pero esto aún significa que todos los satélites están muy cerca entre sí. No creo que sea útil tener los mismos satélites tan cerca uno del otro si quieren obtener una cobertura total de la Tierra como objetivo final. Así que im geussing debe ser una forma en que maniobran los satélites en diferentes posiciones o no estoy en lo cierto?
Si tienes mucha razón! ¡Y esa es una de las razones por las que creo que esta es una muy buena pregunta, y no un duplicado de la indicada anteriormente!

Respuestas (3)

De acuerdo con una respuesta a la misma pregunta en youtube por "¿Cómo funciona realmente":

"Todos permanecerán en la misma órbita circular, pero se extenderán a su alrededor en posiciones controladas con mucha precisión. Para hacer eso, tienen 8 motores diminutos y suficiente combustible para 15 años. (141 kg de combustible cada uno)".

Encontré información adicional aquí

El truco aquí es reformular la declaración a "casi la misma órbita circular". Vea mi respuesta a continuación.

El procedimiento estándar para distribuir satélites dentro de un plano orbital es cambiar sus altitudes y, por lo tanto, sus períodos (cuánto tiempo les toma viajar alrededor de una órbita). Una vez que cambie la altitud, los diferentes períodos comenzarán a distribuir los satélites alrededor del plano orbital. Una vez que se logra la posición deseada, todos los satélites se llevan a la misma altitud. Su período es ahora el mismo y la separación es más o menos estable. Sin embargo, se necesitarán correcciones en curso a la órbita para tener en cuenta las perturbaciones para mantener el espacio exacto.

Tradicionalmente, el cambio de altitud (y el mantenimiento continuo de la órbita a lo largo de la misión) se realiza con propulsores. Sin embargo, hay un intercambio por hacer. Cambiar las altitudes relativas en gran medida hará que la deriva relativa sea más rápida y, por lo tanto, las posiciones finales se alcanzarán antes. Sin embargo, los cambios más grandes en la altitud requieren significativamente más propulsor.

Una alternativa interesante es variar el coeficiente balístico del satélite para controlar los cambios de altitud. Esto se puede hacer emplumando los paneles solares, por ejemplo. Cuanta más superficie esté expuesta al "viento". la resistencia aumenta, lo que hace que el satélite baje de altitud. Se puede hacer que cada satélite dentro del plan deje caer diferentes cantidades controlando el coeficiente balístico, y esto a su vez hará que se dispersen. Esto fue demostrado por primera vez por la constelación ORBCOMM. Ver esta patente .

Tenga en cuenta que el mismo problema a la inversa se resuelve cuando los vehículos intentan encontrarse entre sí. Por ejemplo, el vehículo que visita la ISS puede comenzar en una órbita más baja, por lo tanto, ir más rápido, alcanzando y potencialmente superando a la ISS. Su órbita se eleva lentamente para coincidir con los períodos de la ISS. El cronometraje se realiza de modo que cuando el período coincida perfectamente, los dos vehículos estén muy cerca uno del otro.

El cambio de altitud/período solo aborda directamente la dispersión de los satélites dentro del avión. La obtención de múltiples aviones en la constelación normalmente se realiza a través de diferentes lanzamientos (uno para cada avión). Sin embargo, SÍ es posible repartir los planos de manera similar, si está dispuesto a esperar lo suficiente. La precesión de la ascensión recta del nodo ascendente (RAAN) [o "giro" de la órbita" depende de la altitud. Diferentes altitudes darán como resultado diferentes tasas de precesión, extendiendo lentamente los planos alrededor de la tierra. Sin embargo, este proceso se mide en meses/años y por lo general no es rentable.

No logran una cobertura global con un solo lanzamiento. Cada lanzamiento apunta a un plano orbital diferente. Los satélites se despliegan, como usted observó correctamente, bastante cerca uno del otro en una órbita de inserción para realizar las primeras pruebas. Luego, uno por uno, se elevan a una órbita de estacionamiento a mayor altitud para realizar más pruebas. En un último paso, se elevan a la órbita de la misión y se insertan en la constelación en sus ranuras correspondientes. Dado que esas tres órbitas tienen altitudes diferentes, los satélites viajan a velocidades diferentes, lo que los saca automáticamente de esta "fila de patitos" con la que comienzan. Mover los satélites a sus posiciones finales requiere algunas maniobras muy sofisticadas con mucha precisión. Esto se hace para cada uno de los seis aviones (espaciados aproximadamente 30 grados) y requiere ocho lanzamientos.