Орбита «Молния»
Орбита «Молния» — один из типов высокой эллиптической орбиты с наклонением в 63,4°, аргументом перицентра −90° и периодом обращения в половину звёздных суток. Данный тип орбиты получил название по серии советских космических аппаратов «Молния» двойного назначения, впервые использовавших эту орбиту в своей работе.
Большую часть времени на орбите спутник проводит у апогея, который для орбиты «Молнии» проходит над северным полушарием. В точке апогея высота может достигать 40 тысяч километров, благодаря чему, в сочетании с достаточно долгим нахождением вокруг апогея, спутник прекрасно видим в северном полушарии, особенно на территории России и Канады. Данная особенность использовалась для построения сети ретрансляционных узлов «Орбита», покрывавшая всю территорию СССР. Чтобы покрыть всю территорию северного полушария, требуется по крайней мере три космических аппарата, в реальности использовалось четыре пары спутников «Молния», орбиты которых были смещены на 90° относительно друг друга.
Диаграммы орбиты
- Mats.svg
Зоны покрытия орбиты «Молния». Зелёная зона — точка апогея. Красная зона — ±3 часа от апогея. Синяя зона — ±4 часа от апогея.
- Molniya earth view Em4.svg
Вид на Землю в точке апогея −4 часа, долгота апогея — 90° в.д. Высота космического аппарата 24 043 км над точкой 47,04° N 92,65° E.
- Molniya earth view E.svg
Вид на Землю в точке апогея, долгота апогея — 90° в.д. Высота космического аппарата 39 867 км над точкой 47,04° N 92,65° E.
- Molniya earth view Ep4.svg
Вид на Землю в точке апогея +4 часа, долгота апогея — 90° в.д. Высота космического аппарата 24 043 км над точкой 47,04° N 87,35° E.
- Molniya earth view Wm4.svg
Вид на Землю в точке апогея −4 часа, долгота апогея — 90° з.д. Высота космического аппарата 24 043 км над точкой 47.04° N 87.35° W.
- Molniya earth view W.svg
Вид на Землю в точке апогея, долгота апогея — 90° з.д. Высота космического аппарата 39 867 км над точкой 63.43° N 90° W.
- Molniya earth view Wp4.svg
Вид на Землю в точке апогея +4 часа, долгота апогея — 90° з.д. Высота космического аппарата 24 043 км над точкой 47.04° N 92.65° W.
Особенности орбиты
Большая территория бывшего СССР и нынешней России расположена в высоких северных широтах. Организация телерадиовещания со спутников, расположенных на геостационарной орбите, для такой территории требует передатчиков бо́льшей мощности из-за низкого угла наклонения.[1] Напротив, орбита «Молнии» подходит гораздо лучше для таких регионов — угол наклонения для любой точки севернее 54,1° северной широты будет гарантированно больше 10°. Также вывод на данную орбиту требует меньше топлива, чем на геостационарную орбиту. Недостатком данного подхода является то, что для наземных станций необходима сложная система слежения за спутниками. Также космический аппарат четырежды за сутки проходит сквозь радиационный пояс ван Аллена, что в случае космических аппаратов «Молния» отрицательно сказалось на солнечных батареях и общем сроке службы аппарата.
Для полного покрытия территории России необходимо по крайней мере три космических аппарата, каждый из которых работает в течение восьми часов во время прохождения апогея. Так как Земля за 12 часов делает половину оборота вокруг своей оси, получается, что каждое второе прохождение апогея приходится на обслуживание Евразии, а другое — Северной Америки. Долгота апогея всех трёх аппаратов должна быть 90° западной и 90° восточной долготы, но каждый из них должен проходить точку спустя 8 часов после прохода предыдущего. В этом случае, когда аппарат проходит точку апогея +4 часа и покидает зону наиболее благоприятного вещания, следующий аппарат как раз входит в точку апогея −4 часа и продолжает вещание для обслуживаемого региона. Расстояние между аппаратами во время этой смены составляет всего лишь 1500 километров, что в угловых координатах составляет всего лишь несколько градусов, поэтому ретрансляционной станции достаточно немного повернуть антенну, чтобы продолжить приём с нового спутника.
Из-за приплюснутости земного эллипсоида в аргумент перицентра вносятся искажения, из-за которых орбита спутника без корректировки будет постоянно меняться. Чтобы избежать лишней траты топлива, в орбите «Молния» используется угол наклонения в 63,4°, при котором искажения равны нулю.[2]
Использование
Впервые орбита с подобными параметрами была использована серией телекоммуникационных спутников «Молния-1». После двух неудачных запусков в 1964 году на орбиту была выведена «Молния 1-01», запущенная 23 апреля 1965 года. Спутники первых серий использовались в качестве дальнодействующей военной системы связи, однако они имели малый срок службы и требовали постоянной замены. Космические аппараты следующей серии «Молния-2» уже имели двойное назначение: помимо военной связи они обеспечивали гражданское вещание телерадиосети «Орбита» по территории всего Советского Союза. Последние поколения серии «Молния-3» и «Молния-3К» имели повышенный срок службы и пропускную способность ретранслятора. На смену им в строй должна встать космическая группировка спутников «Меридиан», также использующая высокую эллиптическую орбиту.
Орбиту, схожую с «Молнией» также использовали советские спутники-шпионы системы раннего обнаружения стартов МБР «Око», точка апогея которых располагалась над Соединёнными Штатами Америки.
Напишите отзыв о статье "Орбита «Молния»"
Примечания
- ↑ [earthobservatory.nasa.gov/Features/OrbitsCatalog/page2.php Three Classes of Orbit]. Earth Observatory - NASA. Проверено 29 сентября 2014.
- ↑ Fundamentals of Space Systems / Vincent L. Pisacane. — Second Edition. — Oxford University Press, 2005. — ISBN 9780195162059.
Ссылки
- [www.braeunig.us/space/orbmech.htm Orbital Mechanics]
- [www.astronautix.com/craft/molniya1.htm Molniya-1 spacecraft]
- [www.youtube.com/watch?v=O_Iykeouj3g illustration of the communication geometry provided by satellites in 12-hour Molniya orbits] (video)
Отрывок, характеризующий Орбита «Молния»
Все мечтания Пьера теперь стремились к тому времени, когда он будет свободен. А между тем впоследствии и во всю свою жизнь Пьер с восторгом думал и говорил об этом месяце плена, о тех невозвратимых, сильных и радостных ощущениях и, главное, о том полном душевном спокойствии, о совершенной внутренней свободе, которые он испытывал только в это время.Когда он в первый день, встав рано утром, вышел на заре из балагана и увидал сначала темные купола, кресты Ново Девичьего монастыря, увидал морозную росу на пыльной траве, увидал холмы Воробьевых гор и извивающийся над рекою и скрывающийся в лиловой дали лесистый берег, когда ощутил прикосновение свежего воздуха и услыхал звуки летевших из Москвы через поле галок и когда потом вдруг брызнуло светом с востока и торжественно выплыл край солнца из за тучи, и купола, и кресты, и роса, и даль, и река, все заиграло в радостном свете, – Пьер почувствовал новое, не испытанное им чувство радости и крепости жизни.
И чувство это не только не покидало его во все время плена, но, напротив, возрастало в нем по мере того, как увеличивались трудности его положения.
Чувство это готовности на все, нравственной подобранности еще более поддерживалось в Пьере тем высоким мнением, которое, вскоре по его вступлении в балаган, установилось о нем между его товарищами. Пьер с своим знанием языков, с тем уважением, которое ему оказывали французы, с своей простотой, отдававший все, что у него просили (он получал офицерские три рубля в неделю), с своей силой, которую он показал солдатам, вдавливая гвозди в стену балагана, с кротостью, которую он выказывал в обращении с товарищами, с своей непонятной для них способностью сидеть неподвижно и, ничего не делая, думать, представлялся солдатам несколько таинственным и высшим существом. Те самые свойства его, которые в том свете, в котором он жил прежде, были для него если не вредны, то стеснительны – его сила, пренебрежение к удобствам жизни, рассеянность, простота, – здесь, между этими людьми, давали ему положение почти героя. И Пьер чувствовал, что этот взгляд обязывал его.
В ночь с 6 го на 7 е октября началось движение выступавших французов: ломались кухни, балаганы, укладывались повозки и двигались войска и обозы.
В семь часов утра конвой французов, в походной форме, в киверах, с ружьями, ранцами и огромными мешками, стоял перед балаганами, и французский оживленный говор, пересыпаемый ругательствами, перекатывался по всей линии.
В балагане все были готовы, одеты, подпоясаны, обуты и ждали только приказания выходить. Больной солдат Соколов, бледный, худой, с синими кругами вокруг глаз, один, не обутый и не одетый, сидел на своем месте и выкатившимися от худобы глазами вопросительно смотрел на не обращавших на него внимания товарищей и негромко и равномерно стонал. Видимо, не столько страдания – он был болен кровавым поносом, – сколько страх и горе оставаться одному заставляли его стонать.
Пьер, обутый в башмаки, сшитые для него Каратаевым из цибика, который принес француз для подшивки себе подошв, подпоясанный веревкою, подошел к больному и присел перед ним на корточки.
– Что ж, Соколов, они ведь не совсем уходят! У них тут гошпиталь. Может, тебе еще лучше нашего будет, – сказал Пьер.
– О господи! О смерть моя! О господи! – громче застонал солдат.
– Да я сейчас еще спрошу их, – сказал Пьер и, поднявшись, пошел к двери балагана. В то время как Пьер подходил к двери, снаружи подходил с двумя солдатами тот капрал, который вчера угощал Пьера трубкой. И капрал и солдаты были в походной форме, в ранцах и киверах с застегнутыми чешуями, изменявшими их знакомые лица.
Капрал шел к двери с тем, чтобы, по приказанию начальства, затворить ее. Перед выпуском надо было пересчитать пленных.
– Caporal, que fera t on du malade?.. [Капрал, что с больным делать?..] – начал Пьер; но в ту минуту, как он говорил это, он усумнился, тот ли это знакомый его капрал или другой, неизвестный человек: так непохож был на себя капрал в эту минуту. Кроме того, в ту минуту, как Пьер говорил это, с двух сторон вдруг послышался треск барабанов. Капрал нахмурился на слова Пьера и, проговорив бессмысленное ругательство, захлопнул дверь. В балагане стало полутемно; с двух сторон резко трещали барабаны, заглушая стоны больного.
«Вот оно!.. Опять оно!» – сказал себе Пьер, и невольный холод пробежал по его спине. В измененном лице капрала, в звуке его голоса, в возбуждающем и заглушающем треске барабанов Пьер узнал ту таинственную, безучастную силу, которая заставляла людей против своей воли умерщвлять себе подобных, ту силу, действие которой он видел во время казни. Бояться, стараться избегать этой силы, обращаться с просьбами или увещаниями к людям, которые служили орудиями ее, было бесполезно. Это знал теперь Пьер. Надо было ждать и терпеть. Пьер не подошел больше к больному и не оглянулся на него. Он, молча, нахмурившись, стоял у двери балагана.
Когда двери балагана отворились и пленные, как стадо баранов, давя друг друга, затеснились в выходе, Пьер пробился вперед их и подошел к тому самому капитану, который, по уверению капрала, готов был все сделать для Пьера. Капитан тоже был в походной форме, и из холодного лица его смотрело тоже «оно», которое Пьер узнал в словах капрала и в треске барабанов.
– Filez, filez, [Проходите, проходите.] – приговаривал капитан, строго хмурясь и глядя на толпившихся мимо него пленных. Пьер знал, что его попытка будет напрасна, но подошел к нему.
– Eh bien, qu'est ce qu'il y a? [Ну, что еще?] – холодно оглянувшись, как бы не узнав, сказал офицер. Пьер сказал про больного.
– Il pourra marcher, que diable! – сказал капитан. – Filez, filez, [Он пойдет, черт возьми! Проходите, проходите] – продолжал он приговаривать, не глядя на Пьера.
– Mais non, il est a l'agonie… [Да нет же, он умирает…] – начал было Пьер.
– Voulez vous bien?! [Пойди ты к…] – злобно нахмурившись, крикнул капитан.
Драм да да дам, дам, дам, трещали барабаны. И Пьер понял, что таинственная сила уже вполне овладела этими людьми и что теперь говорить еще что нибудь было бесполезно.
