Jak dokładne są czasy przelotu satelitów zsynchronizowanych ze słońcem?

satelity zsynchronizowane ze słońcem, jak mówią ich nazwy, rejestrują sceny o tej samej porze słonecznej w ciągu dnia, gdy przelatują nad tym samym miejscem. Według tej strony synchroniczność słońca osiąga się, wykorzystując regresję węzłową i wystrzeliwując satelitę na orbitę, gdzie regresja węzłowa prawie dokładnie anuluje codzienną zmianę położenia słońca nad dowolnym punktem na Ziemi, spowodowaną przez Ziemię okrążają słońce. Okazuje się, że w zależności od wysokości satelity nachylenie wynosi około 95 do 100 stopni.

Lokalny czas węzła zstępującego (lub czas przekroczenia) jest zwykle wymieniony w dokumentach opisowych satelity. Chciałbym wiedzieć, jak dokładny jest rzeczywiście czas słoneczny podany w tych dokumentach opisowych i jak poprawić tę precyzję w oparciu o potencjalnie wpływające parametry (wysokość, szerokość geograficzna, długość geograficzna, dzień roku, wiek satelity). Rozumiem, że główna różnica wynika z lokalnego czasu słonecznego w porównaniu ze średnim czasem słonecznym (patrz równanie czasu , do 18 minut), ale szukam rzędu wielkości innych możliwych źródeł rozbieżności między zapowiedzianym czasem przeładowania a czasem rzeczywisty lokalny solar w dowolnym miejscu na świecie.

Mam na myśli kilka satelitów (Sentinel, MODIS, Landsat ...), ale szczególnie interesuje mnie PROBA-V. PROBA-V leci na wysokości 820 km na orbicie synchronicznej ze Słońcem, a czas lokalnego wiaduktu wynosi 10.45. Ponieważ satelita nie ma na pokładzie paliwa, oczekuje się, że czasy przekroczenia będą stopniowo różnić się od wartości początkowej. Mile widziane są również przykłady korekcji znoszenia dla satelitów takich jak Sentinel-2.

Nie jestem specjalistą od orbit, ale spróbuję odpowiedzieć. Biorąc pod uwagę teoretyczny czas przelotu na synchronicznej orbicie słonecznej, dokładna nie jest łatwa do ustalenia, ponieważ zależy od wielu czynników.

• teoretyczny czas przelotu obowiązuje na równiku i przez czas lokalny pod torem satelitarnym, gdy przecina on równik (który nazywany jest węzłem wstępującym lub zstępującym w zależności od satelity, który albo uzyskuje obrazy rosnące lub malejące)
• Na przykład z Brukseli do równika potrzeba około 15 minut
• zależy to również od kąta patrzenia z satelity. Jeśli satelita patrzy na zachód, aby zobaczyć punkt zainteresowania, to wiadukt jest wcześniejszy, a jeśli patrzy na wschód, czas wiaduktu jest późniejszy
• a agencje kosmiczne nie utrzymują dokładnie czasu przelotu, pozwalają na pewien dryf w obrębie okna. Kiedy satelita przecina jedną stronę okna, wykonują manewr, aby umieścić go z powrotem na drugiej stronie i pozwolić mu ponownie dryfować

Tak więc jedynym sposobem na dokładne przewidzenie czasu przekroczenia jest użycie symulatora orbity, wykorzystując jako dane wejściowe dwa biuletyny elementów liniowych, które są na przykład dostępne w Norad. https://celestrak.com/NORAD/elements/

Znacznie prostsze, ale mniej dokładne, jeśli twój satelita znajduje się na orbicie fazowej, z powtarzalnym cyklem N dni, możesz również użyć czasu akwizycji poprzedniego akwizycji, N dni wcześniej. Ale nie jestem pewien, czy PROBA-V jest na stopniowej orbicie.

Opierając się na pierwszej odpowiedzi i tym poście , starałem się podać kilka liczb w różnych parametrach, które wpływają na lokalny czas słoneczny wiaduktu satelity zsynchronizowanego ze Słońcem:

dryf satelitarny

Orbity synchroniczne ze słońcem muszą być od czasu do czasu regulowane. Na przykład co dwa lata w przypadku MODIS. W przypadku PROBA-V dryf nie jest korygowany. Jak można zauważyć w instrukcji obsługi produktu PROBA-V v1.3 , nieskorygowane znoszenie powoduje zmianę czasu przekroczenia o około pół godziny w ciągu 3,5 roku. Wydaje mi się, że ten dryf utrzymuje się w ciągu około 10 minut po zastosowaniu poprawek.

Średni czas słoneczny w porównaniu do lokalnego czasu słonecznego

12 godzinny lokalny czas słoneczny (LST) definiuje się, gdy słońce jest najwyższe na niebie. Czas lokalny (LT) zwykle różni się od LST ze względu na mimośrodowość orbity Ziemi. Lokalny czas słoneczny mieści się w zakresie +/- 15 minut w porównaniu ze średnim czasem słonecznym. Ilustracja z Wikipedii poniżej.

Kąt widzenia

synchronizacja słoneczna osiągana jest w Nadirze. Ze względu na duży pokos PROBA-V obserwowana lokalizacja ma inny czas lokalny. Oto kilka przykładów pochodzących z kalkulatora położenia słońca NOAA z pokosem PROBA-V o długości ~ 2200 km. (Z grubsza) spojrzałem na ślad na tych szerokościach geograficznych.

Równik : +/- 20 minut

65 ° na północ : +/- 40 minut

W przypadku Sentinel-2 i jego stosunkowo mniejszego pokosu (290 km) różnica wynosiłaby +/- 4 minuty na równiku.