Órbita de Mólniya

Órbita de Mólniya

La órbita de Mólniya es un tipo de órbita muy elíptica con una inclinación de 63,4º y un periodo orbital de unas 12 horas. Un satélite situado en esta órbita se pasa la mayor parte del tiempo sobre una determinada área de la Tierra, fenómeno conocido como "pozo del apogeo". Este tipo de órbitas reciben su nombre de la serie de satélites de comunicaciones ruso-soviéticos Mólniya, operativos en la década de 1960. Las órbitas Molniya no están limitadas a la Tierra, sino a cualquier cuerpo celeste con forma de geoide; dicha forma da lugar a variaciones seculares en la longitud del nodo ascendente y el argumento del perigeo.

Propiedades

Para apogeos estacionarios, el periodo orbital debe dividir 24 horas en partes iguales. Un periodo orbital de 12 horas da dos apogeos (es decir, cuando el satélite llega al apogeo está siempre sobre uno de los dos puntos fijos en la Tierra) y dosperigeos; un periodo orbital de 6 horas dará lugar a cuatro perigeos y cuatro apogeos.

La gran inclinación orbital permite que el apogeo se sitúe cerca del polo norte o sur (los rusos, canadienses o suecos procurarán que el apogeo caiga cerca del Polo Norte), lugar donde la cobertura de un satélite geoestacionario es pobre o inexistente. En general, la desviación de la esfericidad terrestre perturba el argumento del perigeo, de forma que aunque éste se sitúe cerca de un polo, se estará moviendo lentamente a menos que se corrija la órbita del satélite con los correspondientes encendidos. Para evitar este gasto de combustible, la órbita Molniya usa una inclinación de 63,4°, ángulo en el cual la perturbación es nula.

Uso en satélites de comunicaciones

La órbita Molniya permite una cobertura completa de las regiones polares usando, por cada órbita, 3 satélites. Con los satélites equidistantes, en cualquier momento al menos un satélite se encontrará sobre cualquier región, con al menos un satélite cerca del apogeo y otro pasando por el perigeo. El primer satélite que usó esta órbita fue el Molniya 1-01, lanzado el 23 de agosto de 1965.

El inconveniente principal de este sistema es que exige dos antenas de rastreo en las estaciones de tierra: la distancia entre la estación y el satélite cambia continuamente, por lo que la potencia recibida (y la frecuencia en recepción, debido alefecto Doppler) varían. Esto exige una programación previa que permita comunicar simultáneamente a las estaciones de tierra cuando deben cambiar de satélite. Además, dado que la altitud del satélite varía, el haz de cobertura también es variable. Los satélites Molniya llevan una antena de rastreo que debe permanecer orientada hacia las estaciones de tierra operativas.

Algunos satélites estadounidenses han usado órbitas Molniya, como el conjunto de satélites "Satellite Data System".

Otros usos

Una órbita Molniya no es adecuada para naves tripuladas, al atravesar los cinturones de Van Allen en cada órbita.

De acuerdo con algunas fuentes, el Sistema de Bombardeo Orbital Fraccional soviético funcionaba imitando un satélite en órbita Molniya. Los satélites Jumpseat, usados por la inteligencia militar estadounidense, junto con sus sucesores llamados Trumpet, usaron también órbitas Molniya.

Derivación

Para asegurarse de que la posición del apogeo no se veía afectada por las perturbaciones orbitales, se eligió una inclinación de 63,4º. Como resultado, el argumento del perigeo permanece casi constante durante largos períodos.

La desviación diaria del argumento del perigeo se rige por:

donde:

• es el radio terrestre,

• es la longitud del semieje mayor,

• es la inclinación, y

• es la excentricidad orbital.

La ecuación se iguala a cero con una inclinación de 63,4 grados.

Algunos datos interesantes

El nombre "Molniya" viene de la palabra rusa para rayo. Es un nombre adecuado, ya que el paso por el perigeo es bastante rápido, hecho que se comprobó al hacer el seguimiento del primer satélite soviético Molniya.

Mólniya ("relámpago") era el nombre de un sistema militar de comunicaciones por satélite usado por la Unión Soviética. Los satélites utilizaban una órbita muy excéntricay elíptica, lo que permite que sean visibles en regiones polares durante largos periodos (los lugares cerca de los polos no pueden comunicarse con satélites en órbita geoestacionaria). Un satélite con órbita muy elíptica pasa largo tiempo sobre el área designada de la tierra, fenómeno conocido como "pozo del apogeo". Este recorrido es también conocido como «Órbita de Mólniya». Para conseguir que la posición delapogeo no sea afectada fuertemente por perturbaciones orbitales, se elige una inclinación de cerca de 63,4º. Así se hace que el ángulo del perigeo sea constante durante largo tiempo. La fórmula que da el cambio del ángulo del perigeo por día es la siguiente:

La ecuación se hace cero para una inclinación de 63,4º. Los satélites Molniya tiene un periodo orbital de alrededor de 12 horas.

Hay satélites estadounidenses que han usado órbitas de Molniya.

NPO Mólniya era el nombre usado por una de muchas oficinas de diseño soviéticas. La oficina Mólniya era dirigida por Matus Bisnovat, y se especializaba en el desarrollo de misiles. Mólniya era también responsable del satélite del mismo nombre.

Órbita Molniya

De Wikipedia, la enciclopedia libre

Figura 1: La órbita Molniya. Por lo general, el período de perigeo a perigeo 2 horas 10 horas se utiliza para transmitir al hemisferio norte

Groundtrack de la órbita Molniya. En la parte operativa de la órbita de apogeo -3 horas al apogeo de 3 horas el satélite se encuentra al norte de 55.5 ° N (latitud de, por ejemplo, el centro de Escocia, Moscú y parte sur de la Bahía de Hudson)

Órbita Molniya ( ruso : молния, "Rayo")

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