¿Qué sistema de coordenadas se utiliza en el espacio para la navegación?

En la Tierra es posible definir la posición de algo usando WGS , y el mismo sistema se usa para la navegación. ¿Qué se usa en el espacio en su lugar? ¿Se utilizan diferentes sistemas para objetos en órbita terrestre (la ISS, por ejemplo) en comparación con objetos más allá de LEO (Voyager 1/2) por razones prácticas?

Esta es una pregunta muy amplia. Para resolver problemas prácticos en la exploración espacial, es necesario utilizar muchos marcos de referencia: fijos y giratorios, con muchos puntos como origen: la Tierra, otros cuerpos, el Baricentro del Sistema Solar (u otros baricentros), la nave espacial, la estación terrestre, etc. Coordenadas puede expresarse como esférico, geodésico, cartesiano. Puede comenzar a leer desde este artículo .

Respuestas (1)

Si bien los sistemas de coordenadas se utilizan para todo tipo de cosas en los vuelos espaciales, desde su posición en el sistema solar hasta los instrumentos individuales, a los efectos de esta pregunta supondré que está hablando específicamente de los sistemas de coordenadas utilizados para determinar la posición del satélite. relativo a algo .

Además, supondré que está realmente interesado en los marcos de referencia , en lugar de los sistemas de coordenadas. Para los marcos de referencia de los que hablaré, normalmente se utilizan coordenadas cartesianas (los elementos keplerianos son, por supuesto, otra alternativa popular).

Satélites en órbita terrestre

Hay dos tipos principales de marcos de referencia: inerciales y giratorios . Específicamente, cuando están centrados en la Tierra (se originan en el centro de la Tierra, como casi siempre lo están, excepto cuando se trata de mediciones desde la superficie de la Tierra), las dos clases principales son la inercia centrada en la Tierra (ECI) y la Tierra . -centrado, fijo en la Tierra (ECEF). Los marcos ECI tienen ejes definidos por alguna referencia inercial, como apuntar uno de los ejes a una estrella o constelación específica. La Tierra rota en estos ejes (es decir, los ejes ECI no corresponden a ninguna ubicación fija en la superficie de la Tierra). Alternativamente, los marcos ECEF giran con la Tierra.

Hay muchas variaciones en estos dos marcos, y la mayoría de ellos tienen que ver con la forma en que explican la precesión y la nutación de la Tierra.

Otro

Esta es una categoría mucho más amplia, pero generalmente tienden a ser marcos baricéntricos. Podría definir un marco de referencia con el origen en el baricentro , o centro de masa, de varios cuerpos (generalmente dos, por ejemplo, Tierra-Sol o Tierra-Luna).

El Marco de Referencia Celestial Internacional ( ICRF ) es válido en todo el sistema solar y tiene su origen en el baricentro del sistema solar.

Por supuesto, si tiene una misión, digamos, en Marte, definiría un marco de referencia centrado en Marte para trabajar.

¿Qué distinción está trazando entre el marco de referencia y el sistema de coordenadas?
@Acccumulation Las transformaciones del sistema de coordenadas no pueden cambiar la magnitud o la dirección de un vector, solo los números que se le asignan. Las transformaciones de marco pueden, ya que pueden cambiar las ecuaciones de movimiento. Por ejemplo, pueden agregar efectos de marco giratorio a velocidades y aceleraciones. Los sistemas de coordenadas en realidad no son más que contabilidad, ¡pero elegir el marco incorrecto para su problema puede ser bastante doloroso!
@CortAmmon ¿Qué quiere decir con "magnitud" y "dirección"? Las transformaciones de fotogramas no pueden cambiar el tiempo adecuado.
@Acumulación Considere un objeto en órbita geosincrónica alrededor de la Tierra. Su vector de velocidad en el marco ECEF es 0. Su vector de velocidad en un marco ECI es un vector distinto de cero, cuya velocidad es la velocidad orbital de la nave. Su vector de aceleración en el marco ECEF es 0, mientras que su vector de aceleración en un marco ECI es un vector que apunta al centro de la Tierra, con una magnitud que es la aceleración de la gravedad.
Estos no son simplemente escalar y/o compensar números en un vector de coordenadas (un triple [x, y, z]). Los vectores en sí mismos cambian cuando uno hace una transformación de marco en ellos. Si fuera simplemente una transformación de coordenadas, todo lo que necesitaría saber sobre un vector es su valor como vector de coordenadas [x, y, z] y una función que transforma [x', y', z'] = f([ x, y, z]). Sin embargo, en una transformación de marco, también necesito saber qué estaba describiendo el vector, ya que las velocidades pueden transformarse de manera diferente a las aceleraciones.
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