Зміна нахилу орбіти

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Зміна нахилу орбіти штучного супутника — орбітальний маневр, метою якого (в загальному випадку) є перехід супутника на орбіту з іншим нахилом. Існують два види такого маневру:

  1. Зміна нахилу орбіти до екватору. Проводиться включенням ракетного двигуна в висхідному вузлі орбіти (над екватором). Імпульс надається в напрямку, перпендикулярному напрямку орбітальної швидкості;
  2. Зміна положення (довготи) висхідного вузла на екваторі. Проводиться включенням ракетного двигуна над полюсом (в разі полярної орбіти). Імпульс, як і в попередньому випадку, надається в напрямку, перпендикулярному напрямку орбітальної швидкості. В результаті висхідний вузол орбіти зміщується вздовж екватора, а нахил площини орбіти до екватору залишається незмінним.

Зміна нахилу орбіти — виключно енерговитратний маневр. Так, для супутників на низькій орбіті (мають орбітальну швидкість близько 8 км/с) зміна нахилу орбіти до екватору на 45 градусів потребує приблизно тієї ж енергії (збільшення характеристичної швидкості), що і для виведення на орбіту — близько 8 км/с. Для порівняння можна зазначити, що енергетичні можливості корабля «Спейс шаттл» дозволяють, при повному використанні бортового запасу палива (близько 22 тонн: 8,174 кг пального і 13,486 кг окислювача[1][2] в двигунах орбітального маневрування) змінити значення орбітальної швидкості всього на 300 м/с, а нахил, відповідно (при маневрі на низькій круговій орбіті) — приблизно на 2 градуси. З цієї причини штучні супутники виводяться (по можливості) відразу на орбіту з цільовим нахилом.

У деяких випадках, однак, зміна нахилу орбіти все ж є неминучою. Так, під час запуску супутників на геостаціонарну орбіту з високоширотних космодромів (наприклад, Байконура), оскільки неможливо відразу вивести апарат на орбіту з нахилом, меншим, ніж широта космодрому, застосовується зміна нахилу орбіти. Супутник виводиться на низьку опорну орбіту, після якої послідовно формуються кілька проміжних, більш високих орбіт. Необхідні для цього енергетичні можливості забезпечуються розгінним блоком, що встановлюються на ракету-носій. Зміна нахилу проводиться в апогеї високою еліптичної орбіти, так як швидкість супутника в цій точці відносно невелика, і маневр обходиться меншими енерговитратами (в порівнянні з аналогічним маневром на низькій круговій орбіті)[3].

Розрахунок енергетичних витрат на маневр зміни нахилу орбіти[ред. | ред. код]

Розрахунок збільшення швидкості (\Delta{v_i}\,), необхідного для здійснення маневру, виконується за формулою:

де: 

e, — ексцентриситет 
w, — аргумент перицентру 
f, — істинна аномалія 
n, — епоха 
a, — велика піввісь

Примітки[ред. | ред. код]

  1. NASA.
  2. Spacecraft Fuel
  3. Управление движением космических аппаратов Архівовано 25 вересень 2011 у Wayback Machine., М. Знание. Космонавтика, Астрономия — Б. В. Раушенбах (1986 год).