Низкая опорная орбита

  • Низкая опорная орбита (НОО, низкая околоземная орбита) — орбита космического аппарата около Земли. Орбиту правомерно называть «опорной», если предполагается её значительное изменение — увеличение высоты или изменение наклонения. Если же маневры не предусмотрены, или космический аппарат вообще не имеет собственной двигательной установки, предпочтительно использование названия «низкая околоземная орбита». В общем случае считается, что космический аппарат находится на опорной орбите, если он движется с первой космической скоростью, и находится на высоте, где соответствующая плотность верхних слоёв атмосферы, в первом приближении, допускает круговое или эллиптическое движение. Такое сочетание описывается на профессиональном языке как «срок баллистического существования превышает время одного витка». При этом на орбите такого типа аппарат может находиться, в том числе, и менее одного оборота, в соответствии с планом полёта. Например, все полезные нагрузки, запускавшиеся ракетой 8К78 «Молния», проводили на опорной орбите от приблизительно 2/3 до 3/4 оборота. С расширением возможностей системы управления верхних ступеней ракет и разгонных блоков, время пребывания на опорной орбите стало варьироваться в широких пределах. Так, индийский марсианский зонд «Мангальян» провёл на опорной орбите около 2 суток.

    Типичные параметры опорной орбиты, на примере космического корабля «Союз-ТМА», могут составлять:

    * Минимальная высота над уровнем моря (в перигее) — 193 км,

    * Максимальная высота над уровнем моря (в апогее) — 220 км,

    * Наклонение — 51,6 градуса,

    Период обращения — около 88,3 минуты.При определении высоты НОО важно указывать, от какой модели Земли она отсчитывается. Российские баллистики традиционно указывают высоту над эллипсоидом, а американские — над сферой, в результате разница может достигать 20 км (примерно соответствует разнице экваториального и полярного радиусов Земли), а положения апогея и перигея — смещаться.

    Так как суточное вращение Земли участвует в выведении полезной нагрузки на орбиту, то грузоподъёмность ракеты-носителя зависит от наклонения орбиты к плоскости экватора. Наилучшие условия достигаются, если НОО имеет наклон к экватору, который совпадает с широтой стартовой площадки, с которой был осуществлён запуск. Другие наклонения орбиты ведут к уменьшению параметров ракеты-носителя по способности вывода груза на орбиту. Однако не для всех космодромов возможен запуск в наиболее энергетически выгодном направлении, так, например, для Байконура с широтой около 46 градусов невозможен запуск на наклонения меньше 48,5 градусов из-за ограничений по расположению территорий падения отделяющихся частей ракет (зон отчуждения). Наиболее часто используемое наклонение при запусках с Байконура — 51,6 градуса, меньшие наклонения используются редко.

    Время жизни (время нахождения КА на НОО) зависит от баллистических параметров искусственного небесного тела и от активности Солнца в этот период, которая влияет на высоту верхних слоёв атмосферы Земли.

    Чем ниже орбита, тем больше масса груза, который может вывести на неё ракета-носитель при прочих равных условиях. Поэтому опорную орбиту выгодно делать как можно ниже. На практике время орбитального полёта (до вхождения в плотные слои атмосферы) менее одних суток может вызвать проблемы при отказах на борту космического аппарата, поэтому такие низкие орбиты практически не используются. Кроме того, на минимальную высоту опорной орбиты влияет величина погрешности выведения, так как при неблагоприятном сочетании ошибок измерительных приборов, органов управления и внешних факторов орбита может оказаться слишком низкой, и КА вернётся в атмосферу Земли и сгорит, прежде чем успеет сманеврировать. Тем не менее, известны случаи выведения аппаратов на орбиты с периодом обращения менее 88 минут и высотой перигея 121—150 км. Например, на опорную орбиту с перигеем 129 км была выведена автоматическая станция Луна-7. На похожие орбиты выводились спутники семейства KH-7 Gambit.

    Понятие «опорная орбита» вошло в обиход с началом запусков четырёхступенчатой ракеты «Молния», четвёртая ступень которой запускалась в невесомости после совершения примерно 3/4 оборота вокруг Земли, как требовалось для межпланетных и лунных АМС.

Источник: Википедия

Связанные понятия

Геопереходная орбита (ГПО) — орбита, являющаяся переходной между низкой опорной орбитой (НОО; высота около 200 км) и геостационарной орбитой (ГСО; 35 786 км). В отличие от НОО и ГСО, которые в первом приближении являются круговыми, переходная орбита — это сильно вытянутая эллиптическая траектория движения КА, перигей которой лежит на расстоянии НОО от Земли, а апогей на расстоянии ГСО (орбита Гомана — Ветчинкина).
Геостациона́рная орби́та (ГСО) — круговая орбита, расположенная над экватором Земли (0° широты), находясь на которой, искусственный спутник обращается вокруг планеты с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения Земли вокруг оси. В горизонтальной системе координат направление на спутник не изменяется ни по азимуту, ни по высоте над горизонтом — спутник как бы «висит» в небе неподвижно. Поэтому спутниковая антенна, однажды направленная на такой спутник, всё время остаётся направленной на него...
Низкая околоземная орбита (НОО) — космическая орбита вокруг Земли, имеющая высоту над поверхностью планеты в диапазоне от 160 км (период обращения около 88 минут) до 2000 км (период около 127 минут). Объекты, находящиеся на высотах менее 160 км, испытывают очень сильное влияние атмосферы и нестабильны. За исключением пилотируемых полётов к Луне (программа Аполлон, США), все космические полеты человека проходили либо в области НОО, либо являлись суборбитальными. Наибольшую высоту среди пилотируемых...
Высокая эллиптическая орбита (ВЭО) — это тип эллиптической орбиты, у которой высота в апогее во много раз превышает высоту в перигее.
Изменение наклонения орбиты искусственного спутника — орбитальный манёвр, целью которого (в общем случае) является перевод спутника на орбиту с другим наклонением. Существуют два вида такого маневра...
Полярная орбита — орбита космического аппарата (спутника), имеющая наклонение к плоскости экватора в 90°. Полярные орбиты относятся к Кеплеровским орбитам. Трасса орбиты полярного спутника проходит над всеми широтами Земли, в отличие от спутников с наклонением орбиты меньше 90°.
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.
Низкозатратная переходная траектория (НПТ) — это маршрут в космосе, который позволяет космическим аппаратам менять орбиты, используя очень мало топлива. Эти маршруты работают в системе Земля — Луна, а также в других системах, например, между спутниками Юпитера. Недостатком таких траекторий является то, что зачастую для их завершения требуется значительно больше времени, чем для траекторий более высоких энергий (с бо́льшими затратами топлива), таких как траектории Гомана.
Безракетный космический запуск (англ. Non-rocket spacelaunch, NRS) — космический запуск, или способ выведения на орбиту, при котором некоторая или вся необходимая скорость и высота достигается без помощи традиционных ракет, запускаемых с земной поверхности. Предложено множество альтернатив ракетам. В некоторых системах, таких как ракетные салазки и воздушный старт, ракета участвует в достижении орбиты, но включается после достижения некой начальной высоты или скорости другим способом.
Со́лнечно-синхро́нная орби́та (иногда именуемая гелиосинхронной) — геоцентрическая орбита с такими параметрами, что объект, находящийся на ней, проходит над любой точкой земной поверхности приблизительно в одно и то же местное солнечное время. Таким образом, угол освещения земной поверхности будет приблизительно одинаковым на всех проходах спутника. Такие постоянные условия освещения очень хорошо подходят для спутников, получающих изображения земной поверхности (в том числе спутников дистанционного...
Межпланетная транспортная сеть (англ. interplanetary transport network, ITN, Межпланетный Суперхайвей) — система гравитационно определенных сложных орбит в Солнечной системе, которые требуют небольшого количества топлива. ITN использует точки Лагранжа в качестве точек, в которых возможны низкозатратные переходы между различными орбитами в космическом пространстве. Несмотря на то, что ITN позволяет совершать межпланетные перелеты с небольшими затратами энергии, длительность полетов в десятки и сотни...
«Глона́сс» (наименование по ОКР: «Ураган», Индекс ГРАУ: 11Ф654, 14Ф17) — серия космических аппаратов (КА) советской и российской глобальной навигационной системы ГЛОНАСС 1-го поколения, разработанная и выпускаемая ОАО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва.
Исследования Юпитера с близкого расстояния выполнялись при помощи автоматических космических аппаратов. Эти исследования начались с зонда «Пионер-10» (НАСА), пролетевшего через систему Юпитера в 1973 году.
Геосинхро́нная орби́та (ГСО) — орбита обращающегося вокруг Земли спутника, на которой период обращения равен звёздному периоду вращения Земли — 23 ч 56 мин 4,1 с.
Орбита Лиссажу — квазипериодическая орбитальная траектория, по которой тело может двигаться вокруг точки Лагранжа в рамках задачи трёх тел без включения двигателей. Орбиты Ляпунова вокруг точек Лагранжа являются кривыми, лежащими в одной плоскости с двумя главными телами в системе трёх тел. Орбиты Лиссажу, напротив, включают участки как в этой плоскости, так и в перпендикулярной к ней, и следуют кривым Лиссажу. Гало-орбиты также включают компоненты в перпендикулярной плоскости, но гало-орбиты, в...
Межпланетные космические полёты (межпланетные путешествия) — путешествия между планетами, как правило, в пределах одной планетной системы. В практике человечества понятие космических полетов такого типа означают реальные и гипотетические перелёты между планетами Солнечной системы. Составная часть гипотетических проектов колонизации космоса человечеством.
Го́мановская траекто́рия — в небесной механике эллиптическая орбита, используемая для перехода между двумя другими орбитами, обычно находящимися в одной плоскости. В простейшем случае она пересекает эти две орбиты в апоцентре и перицентре. Орбитальный манёвр для перехода включает в себя 2 импульса работы двигателя на разгон — для входа на гомановскую траекторию и для схода с неё. Названа в честь немецкого учёного Вальтера Гомана, в 1925 году описавшего её в своей книге. На Гомана оказал большое влияние...
Гравитационный тягач (англ. gravity tractor) — теоретический вид космического аппарата, способного отклонять другой объект от первоначальной траектории без непосредственного контакта с ним, только посредством гравитационного воздействия для передачи необходимого импульса; обычно под объектом подразумевается потенциально опасный астероид, способный столкнуться с Землёй. Сила притяжения близко расположенного космического аппарата хоть и невелика, но способна изменить орбиту гораздо более крупного астероида...
«Электро́н» — серия из четырёх советских искусственных спутников Земли, запущенных в 1964 году.
Метеор-2 — серия советских метеорологических спутников. Представляет собой второе поколение советских метеорологических ИСЗ, улучшенный вариант метеоспутника первого поколения Метеор.
Автоматическая межпланетная станция (АМС) — беспилотный космический аппарат, предназначенный для полёта в межпланетном космическом пространстве (не по геоцентрической орбите) с выполнением различных поставленных задач.
Синдром (Эффект) Кесслера — гипотетическое развитие событий на околоземной орбите, когда космический мусор, появившийся в результате многочисленных запусков искусственных спутников, приводит к полной непригодности ближнего космоса для практического использования. Впервые такой сценарий детально описал консультант НАСА Дональд Кесслер.
Захват астероида (англ. Asteroid capture) — переход астероида на орбиту вокруг объекта типа планеты. В таком случае говорят о захвате крупным телом астероида, после чего астероид становится естественным спутником. Обычно астероиды, которые приближаются к планете на малые расстояния, либо выбрасываются дальше в космос, либо ударяются о планету. Но в некоторых случаях астероид начинает обращаться по орбите вокруг планеты. При определённых условиях захват возможен любым планетным телом.
Вход в атмосферу в космической технике обозначает фазу входа космического аппарата в атмосферу. Из-за аэродинамического сопротивления внешней газовой среды оболочка аппарата, движущегося на большой скорости, нагревается до значительных температур. Если объект должен выдержать вход в атмосферу, ему необходима тепловая, как правило абляционная, защита.
Наклонная орбита — тип орбиты, имеющей ненулевой угол наклона относительно некоторой выделенной плоскости. Если рассматривается орбита спутника Земли, то наклонной орбитой будет называться орбита с ненулевым углом наклона относительно экватора. Угол называют наклонением орбиты. Планета имеет наклонную орбиту вокруг Солнца, если угол наклона плоскости её орбиты относительно эклиптики ненулевой.
Внутренний спутник (англ. Inner moon) — естественный спутник с проградным движением на орбите с малым наклоном внутри области крупных спутников планеты. Обычно предполагается, что такие спутники сформировались в том же месте и в то же время, что и планета. Исключением являются естественные спутники Нептуна, поскольку они, вероятно, являются пересобранными обломками первоначальных объектов, которые разрушились при захвате крупного спутника — Тритона. Внутренние спутники отличаются от других регулярных...
Искусственный спутник Земли (ИСЗ) — космический летательный аппарат, вращающийся вокруг Земли по геоцентрической орбите.
Модель Ниццы — сценарий динамического развития Солнечной системы. Его разработка была начата в обсерватории Лазурного берега в Ницце, Франция (отсюда и произошло его название). Данный сценарий предполагает перемещение планет-гигантов из начальной компактной конфигурации в их нынешние положения, после того, как произошло рассеяние изначального протопланетного газового диска. В этом заключается его отличие от предшествующих моделей формирования Солнечной системы. Механизм миграции планет-гигантов используется...
Гравитацио́нный манёвр, реже пертурбацио́нный манёвр, — целенаправленное изменение траектории полёта космического аппарата под действием гравитационных полей небесных тел.
«Марс» — автоматические межпланетные станции, которые запускались СССР с 1960 по 1973 с целью изучения планеты Марс и околопланетного пространства. Для резервирования и комплексности исследований запускали несколько, серию АМС.
Синхронное вращение (приливный захват) — ситуация, когда период обращения спутника вокруг своей оси совпадает с периодом его обращения вокруг центрального тела. При этом спутник всегда обращён к центральному телу одной и той же стороной, поскольку он обращается вокруг своей оси за то же время, которое ему требуется, чтобы обернуться по орбите вокруг своего партнёра. Приливный захват происходит в процессе взаимного движения и характерен для многих крупных естественных спутников планет Солнечной системы...
Межзвёздные объекты — это объекты или кометы, которые существуют в межзвёздном пространстве, не связанные силами тяготения с какой-либо звездой. Первым обнаруженным известным межзвёздным объектом является 1I/Оумуамуа. Межзвёздный объект может быть выявлен только если он проходит через нашу Солнечную систему вблизи от Солнца или если он отделился от облака Оорта и начал двигаться по сильно вытянутой гиперболической орбите, не связанной с гравитацией Солнца. Объекты со слабыми гиперболическими траекториями...

Подробнее: Межзвёздный объект
Гравитационный разворот — манёвр космического аппарата в гравитационном поле небесного тела, при котором направление тяги совпадает или противоположно направлению движения, изменяющемуся под действием силы тяжести.
Эхо (англ. Echo) — первая программа NASA по созданию спутников связи. Спутники являлись пассивными рефлекторами радиосигнала.
В небесной механике механизмом, эффектом или резонансом Лидова или Лидова—Козаи называется периодическое изменение соотношения эксцентриситета и наклонения орбиты под воздействием массивного тела или тел. Либрации (колебанию около постоянного значения) подвержен аргумент перицентра.

Подробнее: Резонанс Лидова — Козаи
Спутник астероида — астероид, естественный спутник, обращающийся по орбите вокруг другого астероида. Спутник и астероид представляют собой систему, поддерживающуюся гравитацией обоих объектов. Астероидную систему, в которой размеры спутника сопоставимы c размером астероида, называют двойным астероидом. Также известны системы из трёх компонентов (например, крупные астероиды (45) Евгения и (87) Сильвия, астероид-аполлон (136617) 1994 CC, крупный транснептуновый объект (47171) 1999 TC36 и т. д.).
Точка стояния или Орбитальная позиция — положение спутника, находящегося на геостационарной орбите.
Пусковая петля или петля Лофстрома — опубликованный проект системы кабельного транспорта, предназначенного для вывода грузов на околоземную орбиту. В основе проекта лежит закольцованный шнур (петля), непрерывно движущийся с огромной скоростью (12—14 км/с) внутри вакуумной трубы. Чтобы шнур не соприкасался со стенками трубы, они разделены между собой магнитной подвеской, аналогично тому, как это сделано в магнитоплане. В целом это устройство представляет собой грандиозное сооружение длиной около...
Гало-орбита — периодическая трёхмерная орбита возле точек Лагранжа L1, L2 или L3 в задаче трёх тел орбитальной механики. Хотя точки Лагранжа — это не более чем некоторые точки во вращающейся вместе с двумя массивными телами системе отсчёта, около них может осуществляться орбитальное движение. В этой системе отсчёта гало-орбиты реализуются под действием гравитационного притяжения со стороны двух массивных тел, а также силы Кориолиса и центробежной силы, обусловленных неинерциальностью системы отсчёта...
Косми́ческие ско́рости (первая v1, вторая v2, третья v3 и четвёртая v4) — характерные критические скорости движения космических объектов в гравитационных полях небесных тел и их систем. Космические скорости используются для характеристики типа движения космического аппарата в сфере действия небесных тел: Солнца, Земли и Луны, других планет и их естественных спутников, а также астероидов и комет.

Подробнее: Космическая скорость
Юпи́тер — крупнейшая планета Солнечной системы, пятая по удалённости от Солнца. Наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном, Юпитер классифицируется как газовый гигант.
Сату́рн — шестая планета от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе после Юпитера. Сатурн, а также Юпитер, Уран и Нептун, классифицируются как газовые гиганты. Сатурн назван в честь римского бога земледелия. Символ Сатурна — серп (Юникод: ♄).
Пе́рвая косми́ческая ско́рость (кругова́я ско́рость) — минимальная (для заданной высоты над поверхностью планеты) скорость, которую необходимо придать объекту, чтобы он совершал движение по круговой орбите вокруг планеты. Первая космическая скорость для орбиты, расположенной вблизи поверхности Земли, составляет 7,91 км/с. Впервые была достигнута космическим аппаратом СССР 4 октября 1957 г. (первый искусственный спутник).
«Венера» — серия советских автоматических межпланетных станций (АМС) для изучения Венеры и космического пространства.
Спуска́емый аппара́т (СА) — космический аппарат или часть космического аппарата, предназначенный для спуска полезной нагрузки с орбиты искусственного спутника или с межпланетной траектории и мягкой посадки на поверхность Земли либо другого небесного тела.СА может являться частью космического аппарата, совершающего полёт на орбите искусственного спутника небесного тела (например, орбитального аппарата или орбитальной станции, от которого СА отделяется перед спуском) либо космического аппарата, совершающего...
Суборбитальный полёт — полёт летательного аппарата по баллистической траектории со скоростью, меньшей первой космической, то есть недостаточной для вывода на орбиту искусственного спутника Земли.
Спутник спутника — гипотетическое небесное тело естественного происхождения, вращающееся вокруг спутника другого небесного тела.
Полезная нагрузка космического аппарата или полезный груз космического аппарата — это количество, тип или масса полезного оборудования, ради которого создается или запускается данный космический аппарат. В технической литературе обычно используются сокращения этого термина: ПН (Полезная нагрузка).
Предел Роша — радиус круговой орбиты спутника, обращающегося вокруг небесного тела, на котором приливные силы, вызванные гравитацией центрального тела, равны силам самогравитации спутника.
Время свободного падения — характерное время, которое потребуется телу для коллапса под действием силы тяготения, если никакие другие силы не противодействуют коллапсу. Играет важную роль при определении временных шкал ряда астрофизических процессов, таких как звездообразование, вспышки сверхновых звёзд.
а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ э ю я