Cuando los cubesats se implementan por primera vez, a veces pueden pasar varios días antes de que comiencen a aparecer en las distribuciones oficiales de TLE, e incluso si se implementaron muchos, puede llevar mucho más trabajo decidir cuál es cuál.
Otros problemas para realizar un seguimiento de los satélites:
Hasta donde yo sé, los cubesats no tienen (todavía) matrículas digitales que se puedan leer desde el suelo (fácilmente). Entonces, en algunos casos, puede ser necesario intercambiar algunos datos antes de que algunos TLE puedan asociarse con un nombre de satélite específico. Una forma de establecer eso es hacer contacto por radio con un cubesat dado.
También puede haber otras razones operativas por las que es posible que desee comenzar a intentar hablar con su cubesat lo antes posible.
Pregunta: ¿Cómo averiguan primero los propietarios de cubesat la trayectoria inicial de su cubesat? ¿Cómo apuntan las antenas antes de que comiencen a aparecer los TLE oficiales? ¿Los proveedores de lanzamiento comparten alguna información de trayectoria? Si es así, ¿cuál es el formato?
En mi experiencia, actualmente no existe una buena solución para esto, especialmente para aficionados, aficionados o pequeños operadores comerciales. Estos grupos a menudo vuelan pequeños satélites en misiones de viajes compartidos. Para los viajes compartidos de Smallsat, hay tantas incertidumbres que eliminar la incertidumbre del seguimiento es realmente importante.
Sobre el último punto, primero pensé que los TLE oficiales estarían organizados en orden de despliegue, pero no es así. Si bien la masa definitivamente se conoce, el coeficiente de arrastre probablemente no lo sea, y la densidad de la atmósfera a través de la cual vuela el satélite en el momento correcto definitivamente no está bien caracterizada. Como resultado, el orden de los satélites en órbita puede no coincidir con el orden de despliegue.
Con tantas incertidumbres, reducir la incertidumbre en torno al rastreo satelital es realmente importante, especialmente para las misiones de viajes compartidos. La mejor manera de hacerlo es comenzar a intentar la comunicación inmediatamente después del lanzamiento, cuando los satélites todavía están relativamente juntos. De esa manera, puede señalar uno y estar bastante seguro de que los está señalando a todos. A medida que pasan los días, los satélites se separan y el área de búsqueda total se vuelve inmanejable.
He estado involucrado en dos lanzamientos separados de CubeSat hasta ahora y en ambas ocasiones se nos han dado vectores de estado después del lanzamiento. Participé libremente en las operaciones de lanzamiento de los PIC de BYU (me había graduado y dejado el equipo antes) y mi empresa, Care Weather , lanzó recientemente su primer satélite, Hatchling Veery . Incluiré algunos ejemplos al final de esta publicación. En ambas ocasiones, inmediatamente después del lanzamiento, fabricamos TLE. En ambas ocasiones, nuestros TLE tuvieron errores debido a complejidades estúpidas en las definiciones de los sistemas de coordenadas o épocas utilizadas.
Todos los que conozco involucrados en comunicaciones satelitales producen TLE a partir de vectores estatales entre el lanzamiento y la emisión de TLE oficiales. En la misión ELaNa XX con Virgin Orbit, tuvimos una extensa cadena de correos electrónicos mientras la gente intentaba resolver problemas con su cálculo de TLE y el foro de SatNogs también compartía TLE fabricados para un seguimiento temprano .
Hay mucho esfuerzo desperdiciado y colaboración ineficiente en este punto del proceso y contribuye a la basura espacial al hacer que algunos satélites nunca se identifiquen. El equipo de BYU en realidad tenía la confirmación de que PIC-A y/o PIC-B no eran DOA ya que la cámara del cohete vio el flash de la cámara de los satélites. Sin embargo, el equipo de PIC lidió con todas estas incertidumbres (y más) y no pudo establecer contacto en la etapa inicial. Todavía están tratando de hacer contacto, pero más de la mitad de los satélites ELaNa XX nunca fueron identificados, por lo que solo hay un 25% de posibilidades de que estén buscando en el lugar correcto. Combine eso con la mayoría de los pases cerca del horizonte y la posibilidad de que se haga contacto ahora, incluso si los satélites todavía están operativos, es escasa.
Aquí hay un par de ejemplos de vectores de estado proporcionados por el proveedor de lanzamiento en cada misión. No existe un estándar sobre los contenidos de los vectores de estado, por lo que fue más fácil trabajar con algunos que con otros, pero algún aspecto de la entrega creó un dolor de cabeza para la generación de TLE en ambas misiones.
El equipo del cubo polar compartió sus vectores de estado en el foro SatNogs justo después del despliegue.
Rocket Lab nos dio sus TLE oficiales poco después del despliegue. Nos habían dado vectores de estado predichos y un documento de análisis de trayectoria mucho antes del lanzamiento.
Un cubesat sin un sistema de propulsión desplegado desde la segunda etapa del cohete utilizando fuerzas mecánicas débiles solo sigue la trayectoria de la segunda etapa. Las diferencias entre las trayectorias de los cubesats desplegados y la segunda etapa son muy pequeñas.
Por lo tanto, los propietarios de cubesat pueden usar la última información de trayectoria del lanzador como trayectoria inicial de su cubesat antes de que comiencen a aparecer los TLE oficiales.
Un diagrama de EXOLAUNCH sobre el implementador EXOpod cubesat.
De la Guía del usuario de CarboNix, página 19:
La tolerancia de la energía del resorte del 25 % da como resultado un error de velocidad de alrededor del 12 %. Para una velocidad de separación de aproximadamente 1,5 m/s, este error es de 0,17 m/s, el error después de una órbita de 90 minutos será de 0,92 km. En una distancia de 1000 km, habrá un error de dirección de solo 3,2 minutos de arco.
Como comentó David Hammen, el vector de despliegue no es aleatorio, el lanzador de cubesat es responsable de la dirección y la velocidad del despliegue. La velocidad de despliegue real del cubesat depende de su masa, pero la masa del cubesat se conoce con precisión.
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porque 1) esto es pura especulación, no hay nada aquí sobre la información que realmente proporcionan los proveedores de lanzamiento. 2) incluso si es posible derivarla, la velocidad relativa es inútil hasta que se proporcione un TLE preciso para la segunda etapa. ¿Puede agregar algunos datos sobre cuándo sucede eso realmente? 3) Para usar una velocidad de despliegue, necesita saber su dirección. Incluso 1 m/s significa que en 24 horas puede estar hasta 30 segundos por delante o por detrás de la segunda etapa (despliegue retrógrado/progrado), y generalmente se despliegan hacia atrás/adelante a propósito para maximizar la dispersión y facilitar el seguimiento temprano.He hecho esto antes, en el último lanzamiento de Falcon Heavy. Aunque los satélites con los que estábamos trabajando eran un poco más grandes que la mayoría de los cubesats.
Esencialmente, el proveedor de lanzamiento le brinda vectores de estado, y luego alguien en la cadena necesita el STK ODTK para convertir los vectores de estado en TLE. Desafortunadamente, creo que la licencia para eso cuesta alrededor de $ 60k. Estaría muy interesado en una solución de código abierto para hacer lo mismo, ya que los sistemas terrestres casi siempre toman TLE como entrada.
El proveedor de lanzamiento proporciona los vectores de estado, en función de la fuerza de despliegue, el ángulo y el vector de estado de la etapa del cohete cuando se desplegó el cubesat. El formato exacto puede variar, puede ser un TLE o un vector de estado o algo así, en cualquier caso será algo que tanto el proveedor como el cliente acordarán con suficiente antelación.
UH oh
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¡Gracias por tu respuesta! Es genial tener una cuenta de primera mano para complementar las respuestas más especulativas de "Oh, es fácil". :-) También es muy esclarecedor ver cómo los diferentes proveedores de lanzamiento varían tanto en lo que ofrecen.