Orbite satellitari

1) Prima Legge di Keplero :

La Terra (... i satelliti) si muovono su di un piano descrivendo un'orbita ellittica con il Sole (... la Terra) in uno dei fuochi, l'orbita può degenerare in un'orbita circolare.

2) Eccentricità :

3) Seconda Legge di Keplero :

L'area spazzata nell'unità di tempo è la stessa indipendentemente dal punto dell'orbita in cui si trova il satellite, ne deriva che quando è molto lontano ossia all'apogeo la velocità sarà minima mentre quando è molto vicino ossia al perigeo, la velocità sarà massima.

4) Terza Legge di Keplero :

Il tempo necessario al satellite per percorrere tutta l'orbita è   essendo   

5) Legge universale di gravitazione di Newton :

6) Inclinazione del piano orbitale :

E' l'angolo compreso tra l'asse terrestre ed il piano orbitale.

7) RAAN :

L'intersezione tra l'orbita nel piano orbitale ed il piano equatoriale individua due punti quello che viene percorso in salita è quello di interesse, in particolare è importante il suo angolo riferito alla intersezione tra il piano equatoriale ed il piano dell'eclittica.

8) Argomento del perigeo :

E' l'angolo compreso tra il RAAN ed il perigeo.

9) Anomalia :

E' l'angolo compreso tra la posizione del satellite ed il perigeo.

10) Parametri che descrivono un satellite :

I seguenti parametri descrivono l'orbita nello spazio:

• Semiasse maggiore
• Eccentricità
• Inclinazione rispetto al piano equatoriale
• Longitudine del RAAN
• Posizione del perigeo nel piano orbitale

Mentre l'anomalia descrive la posizione del satellite sull'orbita.

11) Differenza tra giorno siderale e giorno solare :

Il giorno siderale è il tempo impiegato dalla Terra a compiere una rotazione di 360° rispetto ad una stella fissa come Aries mentre il giorno solare è il tempo impiegato dalla Terra a compiere una rotazione rispetto al Sole. Il giorno solare è maggiore di circa 86 secondi per via del moto della Terra intorno all'orbita.

12) Individuazione di un satellite dalla Terra :

• Elevazione: angolo compreso tra il satellite e l'orizzonte locale ossia la tangente alla Terra nel punto considerato
• Azimuth: è l'angolo compreso tra il polo Nord e la congiungente tra la proiezione a Terra del satellite e il punto preso in considerazione

13) Eclissi e congiunzione :

Si ha l'eclissi quando il satellite viene oscurato ossia non è illuminato dal Sole per via della frapposizione della Terra oppure della Luna. La congiunzione è invece quando le antenne del satellite puntano direttamente verso il Sole, in tal caso aumenta di molto il rumore durante le comunicazioni.

14) Cause di perturbazioni rispetto alle Leggi di Newton :

• Lo schiacciamento della Terra ai poli determina una regressione della linea dei nodi dovuto ad un effetto J2
• L'attrazione del Sole da luogo a degli effetti periodici
• Il drag atmosferico è trascurabile unicamente sopra i 3000Km, a quote sottostanti esso determina una circolarizzazione delle orbite per via del fatto che l'apogeo diminuisce progressivamente.
• La pressione di radiazione solare tende a rendere ellittiche le orbite circolari

15) Finestra di visibilità dei satelliti geostazionari :

Si tratta di un box pari a  in longitudine ed in latitudine.

16) Manovre dei satelliti :

• Manovra Nord - Sud : comporta una variazione dell'inclinazione dell'orbita circa 45m/s per anno
• Manovra Est - Ovest : comporta una variazione dell'eccentricità dell'orbita circa 4m/s per anno