Pitanje:
Postoji li kakva prednost u lansiranju svemirskih letjelica s velike zemljopisne širine ili zašto je Plesetsk izgrađen tako sjeverno?
gerrit
2013-07-19 15:32:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Za lansiranje satelita ili drugih svemirskih letjelica značajna je prednost blizina ekvatora: kutni zamah pomaže u postizanju početne brzine i može se lansirati u bilo kojem nagibu. Većina svemirskih luka za orbitalna lansiranja doista je na nižim geografskim širinama, uz barem jednu veliku iznimku: kozmodrom Plesetsk nalazi se na 63 ° S i prema Wikipediji je najaktivnija svemirska luka na Zemlja za lansiranje u orbitu ili međuplanetarni svemir.

Od pada Sovjetskog Saveza to je jedina domaća ruska svemirska luka, a prazno zemljište uokolo korisno je za sigurnost puštanja različitih stupnjeva rakete da padnu na Zemlju. Ali Rusija ima puno prazne zemlje na nižim geografskim širinama (iako je čak i kazahstanski Bajkonur na 46 ° S), pa zašto je Plesetsk uopće izgrađen na svom današnjem mjestu? Postoje li kakve prednosti lansiranja s tako velike zemljopisne širine?

četiri odgovori:
#1
+24
PearsonArtPhoto
2013-07-19 15:44:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Postoji nekoliko prednosti lansiranja svemirske letjelice s velike zemljopisne širine, ovisno o tome što točno želite. Primarna prednost takvog sustava je za vrlo visoko nagnute orbite. Većina satelita s niskom zemljom ima koristi od velikog nagiba, a zapravo su mnogi smješteni u ono što je poznato kao "Sunčeva sinkrona orbita" s blagim retrogradnim nagibom. Ako lansirate pod retrogradnim nagibom, zapravo morate izvaditi svu rotaciju mjesta s kojeg lansirate, što otežava postizanje orbite blizu ekvatora. Međutim, bilo bi teže lansirati ekvatorijalni satelit, na primjer.

Brzina rotacije na ekvatoru je približno 40000 km / 24 sata ili 1670 km / sat Minimalna brzina Zemljine orbite iznosi oko 29000 km / sat. Stoga, iako od rotacije Zemlje dobivate prednost u brzini rotacije, ona nije dovoljno značajna tamo gdje drugi čimbenici ne igraju važnu ulogu, zapravo postoji puno više čimbenika s kojima se treba boriti.

I kao što je @ernestopheles naveo u svom odgovoru, postoji mnogo netehničkih razloga da se to ima kao mjesto, naime da je to bilo lansirno postrojenje za nuklearne ICBM-ove, a budući da su mnogi od njih stavljeni iz upotrebe, lako su dostupni , ali njihov transport drugdje nema puno smisla. Osim toga, sadržaji su također dostupni.

Tačno, nisam shvatio da je to za retrogradne orbite lakše postići s visokih geografskih širina.
Da, za znatno nagnute retrogradne orbite. Pokretanje izravno u retrogradnu ekvatorijalnu orbitu s ekvatora jeftinije je od lansiranja s, recimo, 45 stupnjeva zemljopisne širine i okretanja vaše orbite s preostalih 45 stupnjeva.
#2
+19
s-m-e
2013-07-19 15:42:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Izgradnja samo još jedne (domaće) lansirne strane nije baš laka ni jeftina. Puno je logistike o kojoj treba voditi računa.

Za svoje pitanje morate razumjeti povijest ruskog svemirskog leta i Plesecka. Izgrađena je za lansiranje ICBM-a preko sjevernog pola u sjevernu Ameriku. Imajte na umu da su rakete Soyuz izvedene iz rakete R-7, koja je u početku bila razvijena za nošenje nuklearnih bojevih glava. Oba moderna Soyuz i R-7 dijele istu vrstu lansirnih rampi, sklopa itd. Osim toga, održavanje Plesecka otvorenim za npr. polarna lansiranja (visoki nagib) još uvijek imaju smisla s čisto tehničke točke gledišta.

#3
+7
CallMeTom
2020-01-14 16:00:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Orbite Molniya

Kao što je napisao Aurovrata

Plesetsk je zapravo idealno smješten za lansiranje satelita u orbiti Molniya i kao rezultat vidio mnogo više lansiranja od Baikonoura.

A ili bolje THE mollniya orbita ima nagib od 63,4 °. Lauchpades se nalaze oko 62,9 ° N.

Dakle, lansiranje gotovo ravno istočno (što vam daje maksimalan ulaz od rotacije zemlje), ne morate puno mijenjati nagib da biste završili u molnijinoj orbiti.

Promjena nagiba jedan je od skupih manevara koji možete učiniti , pa pokušajte krenuti u pravu nagnutu orbitu (lako ako ciljate nagib veći od vaše latitute, a nije moguće na drugi način). Znajući da će pokrenuti čitavu hrpu Molnija, Sovjeti su smatrali da bi bilo učinkovitije izgraditi kozmodroma na zemljopisnoj širini malo ispod 63,4 ° nego što gubi mnogo deltaV pri svakom pokretanju.

vrlo lijep odgovor!
#4
+4
Aurovrata
2016-11-16 15:28:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Idealno mjesto za lansiranje

Prethodni odgovori ističu da postoji mnogo čimbenika koji utječu na odabir prikladnog mjesta za lansiranje. Međutim, pretpostavljajući strateški zahtjev za dugoročnim pristupom svemiru, dominantni čimbenici su dobro čišćenje bez naseljenih područja istočno od mjesta lansiranja i što bliže ekvatoru.

Zašto lansirati prema istoku

Zemljina rotacija može pomoći u lansiranju rakete jačanjem njenog nosivosti. Površina zemlje ima tangencijalnu brzinu (paralelnu s površinom zemlje) koja je prema istoku. To je glavni razlog zašto su tvrtke poput Sea Launch razvile morsku platformu koju izvlače na ekvator kako bi postigle maksimalno ubrzanje.

Pronašao sam matematičku demonstraciju kao odgovor na slično pitanje o ovoj niti pomoću jednadžbe rakete Tsiolkovsky:

$ v_f = v_eln (\ frac {m_i} {m_f}) $

koji omogućuje vam izračunavanje početne mase vaše rakete $ m_i $ u ovisnosti o vašoj konačnoj masi $ m_f $ (prazna raketa + nosivost), konačnoj orbitalnoj brzini $ v_f $ i brzini ispušnih plinova rakete $ v_e $.

Imajući na umu da ova jednadžba ne uzima u obzir gravitacijsku silu koja djeluje na raketu, još uvijek možemo shvatiti kako rotacijska brzina zemlje igra ulogu u ekonomiji lansiranja rakete. $ v_e $ i konačna masa $ m_f $ konstante su za datu kombinaciju raketa + nosivost. Konačna orbitalna brzina $ v_f $ zapravo se mijenja ovisno o položaju lansirne rampe u odnosu na ekvator.

Tangencijalna brzina Zemlje na ekvatoru je njezin opseg ($ 2 \ pi r $, $ r $ = 6000 neparnih kilometara) podijeljeno s vremenom potrebnim za obilazak, nešto manje od 24 sata, što daje ukupnu brzinu od 465 m / s.

Dakle, uključivanje svih brojeva u jednadžbu omogućuje izračunavanje početne mase $ m_i $ naše rakete ako je lansirana s ekvatora ili iz položaja s nižom tangencijalnom brzinom. Što je bliže ekvatoru, to je niži $ m_i $ niži za dobivanje istog ukupnog $ v_f $.

Postoje 2 alternativna načina za izračunavanje, držanjem $ m_i $ konstantnim povećanjem $ m_f $ omogućavajući veći korisni teret za ekvatorijalna lansiranja ili da zadrže i $ m_f $ i $ m_i $ konstantnim i izračunaju veći $ v_f $ koji omogućava veće orbite.

Izvorna nit ih zapravo izračunava za raketu Soyuz lansiranu na različitim geografskim širinama .

Ekvatorijalno lansiranje čini razliku u korisnom opterećenju koje raketa može nositi zbog eksponencijalne prirode jednadžbe. Ako uspoređujemo LEO orbite (bez obzira na njihovu orijentaciju bilo da su ekvatorijalne ili polarne ili između njih), dobici su prilično mali, reda veličine stotine kg.

Međutim, ako uspoređujemo GTO orbite, gdje pošalje se većina komercijalnih korisnih tereta, tada se dobici mogu povećati za čak 25%. Glavni razlog tome je činjenica da promjena orbitalne ravnine mora stupiti na snagu, što je razlog zašto je Sea Launch razvio svoju lansirnu rampu s morskom platformom jer su se isplatile ekonomske uštede.

Nadalje, NASA-ina studija iz 1959. godine napravila je detaljan izračun smanjenja troškova lansiranja rakete Saturn s ekvatora u usporedbi s rtom Canaveral i zaključila da su ekvatorijalni LEO-i 80% jeftiniji pogonski gorivo zbog potrebnih promjene orbitalne ravnine.

Detaljnije izvođenje jednadžbe rakete s gravitacijskom silom koja djeluje na raketu može se pogledati na mreži na web mjestu MIT. Također imajte na umu da postavljanje raketa smanjuje stvarni kapacitet nosivosti. Ako kažemo da je dvostupanjska raketa 80% goriva, 10% raketa i 10% korisnog tereta, nosivost prvog stupnja je 2. stupanj, stoga je stvarni nosivost 10% 2. stupnja, odnosno 10% od 10% početna raketa, tj. 1%.

Zašto je Rusija lansirala toliko satelita iz Plesecka

Plesetsk nije idealno mjesto za lansiranje, međutim, Rusi su trebali razviti alternativna orbitalna rješenja kako bi zadovoljili svoje potrebe. Pristup GSO orbitama za komunikacijske / vremenske / špijunske satelite bio je preskup, pa su stoga razvili alternativno rješenje koje je umjesto toga iskoristilo nedostatke lokacije lokacije Plesetsk u priliku.

Visoko mjesta za lansiranje na zemljopisnoj širini su prikladnija za pristup polarnim orbitama ili visokoeliptičnim orbitama (ili HEO orbitama).

Ruske potrebe za komunikacijskim i vremenskim satelitima su zadovoljene usavršavanjem HEO orbite poznate kao orbita Molniya (munja na ruskom). Orbite Molniya su putanje promjenjive brzine, sporije u apogee-u (točka najudaljenija od Zemlje) i brže u perigeju (najbliži prilaz Zemlji).

Rusi su ovu orbitu usavršili do te mjere da bi satelit dnevno obišao dva puta oko Zemlje, s apogejem usredotočenim na ruski i još jednim usredotočenim na SAD. To je dovelo do satelita sa dvostrukom funkcijom, špijuniranja SAD-a 9 sati dnevno, zatim zatvarača oko dna Zemlje i služeći kao sateliti za komunikaciju / emitiranje / vrijeme za Sovjetski Savez još 9 sati u danu (vidi ovo ilustracija).

Loša strana ove orbite je ta što joj je potrebno nekoliko satelita koji pružaju neprekidni pokrivač za cijelu površinu Rusije. Sateliti su također izloženi Van Allanovim radijacijskim pojasevima 4 puta dnevno, što rezultira kraćim životnim vijekom. Rusi su redovito nadograđivali satelite, pročišćavajući orbite kao i satelitsku tehnologiju.

Plesetsk je zapravo idealno smješten za lansiranje satelita u orbiti Molniya, a kao rezultat toga bilo je mnogo više lansiranja od Baikonoura.



Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...