Статистика запусков на геостационарные орбиты

za_neptunie — 16.02.2018

    Геостационарная орбита с нулевым наклонением и высотой в 35756 км и по сегодняшний день остаётся стратегически важной орбитой для искусственных спутников Земли. Размещенные на этой орбите спутники обращаются вокруг центра Земли с той же угловой скоростью, как и земная поверхность. Благодарю этому, для спутниковых антенн отсутствует необходимость слежения за геостационарными спутниками – геостационарный спутник для определенного места поверхности Земли всегда расположен в одной точке неба.



    Пример группировки российских геостационарных спутников связи в 2005 году:



   В одном из прошлых обзоров блога приводились данные, что количество запусков геостационарных спутников и их масса постоянно растут:



Источник



Источник

    Но проверка последнего графика с помощью сайта Гюнтера показывает, что в 2017 году было запущено не более 40 геостационарных спутников, даже если в это число включать запуски спутников на ГПО (геопереходную орбиту) и орбиты типа Молния (Космос-2518). В связи с этим разночтением я попытался самостоятельно оценить динамику ежегодных запусков на геостационарную орбиту и динамику изменения общей массы запускаемых геостационарных спутников с помощью того же сайта Гюнтера.

    Большинство геостационарных спутников запускаются на геопереходные орбиты (ГПО), и затем уже осуществляют с помощью собственных двигателей подъем перигелия и выход на геостационарную орбиту. Это вызвано стремлением минимизировать засорение стратегически важной геостационарной орбиты (разгонные блоки РН на ГПО сгорают гораздо быстрее, чем на ГСО из-за низкого перигелия орбит). В связи с этим чаще всего указывается стартовая масса геостационарных спутников при первоначальном выводе на ГПО. Поэтому я решил подсчитывать массу геостационарных спутников на ГПО, а так же включать в расчет спутники, которые были изначально предназначены для работы на ГПО или других эллиптических орбитах, находящихся между низкими и геостационарными орбитами (в основном это орбиты типа Молния). С другой стороны в некоторых случаях осуществляется прямой вывод спутников на геостационарную орбиту (к примеру, в случае советских, российских и американских военных спутников), кроме того для военных спутников масса часто просто неизвестна (в этом случае приходится указывать верхний предел возможностей РН при запусках на ГПО). В связи с этим расчеты являются лишь предварительными. На данный момент удалось обработать 35 годов из 60 лет космической эры, и имеет место следующая ситуация по годам:

1)      По выводимой массе на ГПО и Молния орбиты в 2017 году действительно был установлен новый рекорд (192 тонны):



2)      По количеству запускаемых аппаратов на эти типы орбит особого роста не наблюдается (черная линия – это линия тренда):



3)      Похожая ситуация наблюдается и с количеством запусков:




   В целом наблюдается тенденция стабильного увеличения грузопотока на высокоэллиптические высокие орбиты. Средние значения по десятилетиям:




   По другим оценкам общая масса геостационарных спутников (орбиты высотой между 35586 и 35986 км с наклонением меньше 25 градусов) уже превышает общую массу низкоорбитальных аппаратов (если не учитывать разгонные блоки - RB):






   На вышеприведенном графике и таблице сокращение EGO (Extended Geostationary Orbit) обозначает орбиты выше геостационарной орбиты (с большой полуосью между 37948 и 46380 км, e < 0.25, i < 25°), а NSO (Navigation Satellites Orbit) орбиты навигационных спутников (50° < i < 70°, с высотой орбиты между 18100 и 24300 км). Расшифровку остальных обозначений можно посмотреть здесь.

   По средней площади космических объектов (cumulative cross sectional area, измеряется в квадратных метрах) геостационарные спутники ещё больше превосходят низкоорбитальные аппараты (даже если учитывать разгонные блоки - RB):



    Вероятно, это связано с большим количеством разворачиваемых конструкций у геостационарных спутников (антенн, солнечных батарей и батарей терморегуляции).

   С годами непрерывно растет и количество работающих спутников на геостационарной орбите. Только в нынешнем десятилетии их число выросло с четырех до пяти сотен:















    Согласно базе данных действующих спутников в настоящее время старейшим действующим спутником на ГСО является спутник-ретранслятор TDRS-3, запущенный в 1988 году. Всего сейчас на ГСО работают 40 аппаратов, чей возраст превысил 20 лет:



   Общее число геостационарных спутников с учетом орбит захоронения уже превышает тысячу аппаратов (при минимальном количестве разгонных блоков (RB) ракет на этих орбитах):



  Примеры геостационарных группировок спутников:





   Растущая переполненность геостационарной орбиты приводит к продолжению тенденции утяжеления геостационарных спутников. Если первые ГСО спутники весили всего 68 кг, то в 2017 году Китай попытался запустить 7.6-тонный аппарат. Очевидно, что растущая переполненность геостационарной орбиты приведет в будущем к созданию там крупных геостационарных платформ с элементами многоразового использования. Вероятно, подобные платформы будут решать сразу несколько задач: связь и наблюдение за поверхностью Земли для метеорологии, оборонных нужд и так далее.




   Геостационарный спутник связи массой в 7.6 тонн, созданный на базе новой китайской платформы DFH-5

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Архив