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Calculer l'intervalle de lancement de la constellation de satellites

Je cherche à déployer trois constellations de satellites relais.

Une entre l'orbite de Moho et Eve avec quatre satellites.

Une entre Kerbin et Duna avec six satellites.

Une entre Dres et Jool avec huit satellites.

J'aimerais que les satellites de chaque constellation soient également espacés.

Pour la première, j'ai opté pour une altitude orbitale de 7.5 Gm. Cela donne une période orbitale d'environ 184 jours. Ainsi, pour quatre satellites, ils devraient être espacés d'environ 46 jours.

J'ai essayé de lancer un satellite tous les 46 jours, mais cela n'a pas fonctionné. Au moment où 46 jours se sont écoulés après le lancement du premier satellite, le périapside a avancé un peu et le deuxième satellite était ~26 jours derrière le premier.

Je me suis dit que je pourrais ajouter 20 jours à la fenêtre de lancement (lancer tous les 66 jours). Cela n'a toujours pas fonctionné. Cela m'a donné une séparation de ~30-40 jours.

J'ai trouvé le Calculateur d'Orbite Résonnante

Je suppose que je pourrais lancer tous mes satellites (à peu près) en même temps (ils sont trop gros pour être lancés comme un seul vaisseau en pratique - en particulier huit d'entre eux) et utiliser le calculateur pour les espacer. Cela serait probablement assez proche.

Mais j'aimerais quelque chose de mieux.

Existe-t-il un moyen de calculer mon intervalle de lancement (en connaissant le nombre de satellites dans la constellation, la période orbitale et l'apoapside/périapside) pour obtenir une constellation uniformément espacée ?

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Oliver Points 496

Lancer plus tard (tant que vous connaissez la période orbitale cible)

En considérant uniquement des orbites circulaires (ou assez proches), le fait est que lorsque vous lancez des satellites à 46 jours d'intervalle, Kerbin avance de 46 jours, réduisant ainsi l'intervalle réel entre chaque satellite (si votre orbite cible est plus petite, sinon elle l'augmente).

Calcul rapide :

Disons que p est la période de votre orbite cible et k la période de l'orbite de Kerbin. Nous considérons une orbite cible plus petite, donc p << k.

Après t jours : Kerbin a parcouru une portion t/k de son orbite, ce qui correspond, pour un satellite sur une orbite cible, à une avance de t2 = p*t/k.

Par conséquent, en lançant un deuxième satellite à t, celui-ci n'est pas seulement en retard de t jours sur le premier, mais également en avance de t2.

Ainsi, la séparation réelle, en temps, est en fait t - t2 = t - t*p/k = t*(1 - p/k).

Pour obtenir une séparation de p/4 (4 satellites uniformément espacés sur l'orbite de période p), vous devez avoir p/4 = t*(1 - p/k) avec t le temps entre les lancements.
Ce qui donne t = p/(4(1 - p/k))
Ou, pour simplifier, vous devez diviser vos 46 jours initiaux par le facteur 1 - p/k.
Pour une orbite interne (p << k), cela signifie que vous devez lancer plus tard.

Et pour une orbite plus grande ? Ce facteur devient négatif, donc vous devriez lancer en arrière dans le temps ? Eh bien... en fait un peu. Étant donné que Kerbin est plus rapide que, disons, Jool, le deuxième satellite que vous lancez se retrouvera de toute façon en avance sur le premier. Ainsi, la séparation sera de p*t/k - t, mais "en avant".

Vous devez alors avoir (pour 8 satellites) p/8 = t*(p/k - 1) avec t le temps entre les lancements.
Ce qui donne t = p/(8(p/k - 1)). Fondamentalement, pour une orbite cible plus grande, vous devez diviser votre hypothèse initiale (de diviser période cible en 8 parties égales) par p/k - 1 (qui est alors positif).

En fait, tout ce que vous devez faire est de diviser la période de l'orbite cible par le nombre de satellites fois la valeur absolue du facteur 1 - p/k

Essayons pour votre première constellation :
Période de l'orbite cible p = 184 jours
Période de l'orbite Kerbin k = 426 jours
Facteur de division = 1 - 184 / 426 = 0,568
184 / (4*0,568) = 81 jours

Vous voyez donc que vous devriez augmenter davantage le délai entre chaque lancement à 81 jours.


Une dernière note rapide : cette réponse suppose une série de transferts de Hohmann identiques pour chaque satellite, et ne prend pas en compte les orbites elliptiques, ni les modules de période orbitale. C'est-à-dire, si ce calcul vous montre que vous devriez lancer tous les 550 jours pour une orbite cible de 100 jours, bien sûr vous devez modulo cela pour un délai de 50 jours.

De plus, il est intéressant de voir que dans le cas de p = k, les calculs divisent par 0 ! Bien sûr, si vous voulez placer vos satellites uniformément sur la même orbite où ils se trouvent déjà, sans jouer avec des orbites elliptiques temporaires, alors ils resteront juste là où ils sont pour l'éternité...


Et comme je n'ai pas testé tout cela et que j'aurais pu faire une énorme erreur humiliante, merci de me dire si vos tests montrent que j'ai raison ! :D

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J'ai reçu la même réponse des forums KSP, mais avec une explication minimale des mathématiques sous-jacentes. C'est tellement la bonne réponse. Merci.

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