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Die LEO-Satelliten die niedrige Umlaufbahn, Schritt für Schritt

Höhe, Umlaufzeit, Bodenspur, Ausleuchtzone, AOS und LOS, Elevation und Azimut, TLE: Verstehen Sie mit Kepler, wie niedrig fliegende Satelliten kreisen und wie man sie erwischt. Alle Tutorials

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Die Formeln des Tutorials

Umlaufzeit: T = 2π √(a³/μ), mit a = 6.371 km + Höhe und μ = 398.600,4418 km³/s².
Geschwindigkeit auf einer Kreisbahn: v = √(μ/a). In 400 km Höhe: 7,67 km/s, 92,4 Minuten.
Versatz der Spur: 360° × T / 86.164 s (der Sterntag) nach Westen bei jedem Umlauf, etwa 23° bei der ISS.
Ausleuchtzone oberhalb einer Elevation ε: ein Kreis mit dem Winkelradius acos(R cos ε / a) − ε.
TLE: Umlaufzeit (min) = 1.440 / mittlere Bewegung; große Halbachse a = (μ / n²)^(1/3), n in Radiant pro Sekunde.

Das Modell Kreisbahnen, eine kugelförmige Erde, die während eines Überflugs stillsteht, eine feste Bahnebene: genug, um es zu verstehen und auf wenige Prozent genau zu rechnen. Bahnverfolgungsprogramme (wie SatMe) gehen mit dem SGP4-Modell und aktuellen TLE weiter.

Die Quellen

Die Zahlen und Ratschläge des Tutorials stützen sich auf diese Quellen:

ESA, « Types of orbits » — niedrige Umlaufbahn: unter 2.000 km, etwa 90 Minuten, rund 7,8 km/s
NASA, « Space Station Facts and Figures » — die ISS: 16 Umläufe in 24 Stunden, etwa ein Umlauf alle 90 Minuten
AMSAT, « Keplerian Two Line Element Set Format » — die Spalten des TLE, das ISS-Beispiel von 2004, die Prüfsumme modulo 10
AMSAT, « Working Satellites » (W2JV, WD9EWK) — für den Einstieg Überflüge über 30° wählen, Antenne in der Hand
AMSAT, Satellite Gen 255 — die längsten Überflüge, wenn der Satellit fast genau über die Station zieht, die kürzesten knapp über dem Horizont