Orbita della Tiangong-2

tiangong
tiangong-2

#1

Vorrei mettere in evidenza quella che a me sembra una stranezza, forse qualcuno in questo Forum può aiutarmi a capirla…
E’ dalla fine di Aprile che la stazione cinese, oltre ai classici re-boost periodici, simili a quelli della ISS, effettua una serie di piccoli innalzamenti di quota di altra natura; si tratta di innalzamenti di orbita lievi e prolungati (durano anche diversi giorni ma il tasso di risalita è di pochi metri per orbita). Come si può vedere nei grafici sul Log da me curato (http://aliveuniverse.today/rubriche/mission-log/2653-tiangong-2-orbit9, uno di questi innalzamenti è tutt’ora in atto e segue quello che sembra un lieve “de-boost” o manovra di abbassamento improvviso, la settimana scorsa (forse per evitare un detrito spaziale?).
Ora, volendo escludere l’ipotesi quasi fantascientifica di un motore em (che a quanto so è stato effettivamente sperimentato sulla Tiangong-2 alcuni mesi fa) rimane la possibilità che abbiano installato un motore a ioni, simile a quello usato dal GOCE per annullare il drag atmosferico… ne sapete qualcosa?


#2

La manovra del 12 pare essere in concomitanza con la partenza della Tianzhou-1.

Non so da quali fonti il NORAD calcoli quell’orbita, ma l’innalzamento degli ultimi giorni può essere un artefatto del sistema di calcolo dell’orbita che sta lentamente convergendo al valore corretto dopo aver sottostimato l’altezza (e l’eccentricità, se noti perigeo e apogeo variano in maniera discordante) dopo la manovra e, dopo l’8/9, da quello che sembra essere il probabile effetto dell’attività solare (decay rate elevato ma poco costante).

Possono anche esserci state due manovre di correzione del piano orbitale, (guarda i due scalini sull’inclinazione) per le quali la piccola variazione di altitudine media è un effetto collaterale.

Oppure c’è un leak :wink:


#3

Penso essenzialmente dai dati della “fence”, AFSSS, https://en.wikipedia.org/wiki/Air_Force_Space_Surveillance_System

Oppure c'è un leak ;)

L’ultimo equipaggio non ha chiuso bene il gas? :stuck_out_tongue_winking_eye:
dilo, molto interessante. Tieni d’occhio, e facci sapere se il trend positivo continua.


#4

Dalla pagina wiki linkata si apprende che “The system ceased operation in September 2013” e il nuovo “fence” entrerà in funzione solo tra un paio d’anni nelle isole Marshall… nel frattempo, si usano svariati sensori ottici e radar sparsi per il mondo (https://en.wikipedia.org/wiki/United_States_Space_Surveillance_Network#Space_Surveillance_Network)

Non mancherò. I grafici sul log li aggiorno tipicamente ogni 2 giorni…


#5

Michael, hai ragione sulla partenza della Tianzhou-1 che potrebbe aver determinato il lieve cambiamento di orbita, non ci avevo pensato.
Per quanto riguarda i periodi di innalzamento lento dell’orbita (o di annullamento del decadimento), non credo che siano dovuti ad errori di misura perché questi in genere vengono corretti subito (i valori, compresa eccentricità e inclinazione, rientrano nel giro delle 24 ore); inoltre, avvengono anche lontano dai reboost e, soprattutto, non si nota nulla del genere su ISS e su Tiangong-1…


#6

Hai ragione, ovviamente, non avevo letto che la fence è spenda dal 2013. Come sono messi male, questi americani.


#7

Puoi anche provare a porre la domanda su SeeSat-L - la mailing list di http://satobs.org

Non mi pare ne stiano parlando
http://satobs.org/seesat/Sep-2017/index.html


#8

Grazie Michael, lo farò quanto prima… :wink:


#9

Però la Tiangong-1 è fuori controllo, per cui non è soggetta a manovre di reboost.


#10

Non necessariamente devono essere utilizzati motori che erogano piccole spinte continue, perché lo stesso risultato può essere ottenuto con accensioni impulsive degli “usuali” motori.


#11

Tutte giuste osservazioni, CristiaP… in effetti la comparazione va fatta con ISS più che con Tiangong, in ogni caso negli ultimi giorni l’andamento sembra ancora più caotico! Però, adesso che è rientrato a terra il Tianzhou-1, mi sono reso conto che le stranezze sono iniziate proprio dopo l’arrivo di questo veicolo automatico sulla Tiangong2 e potrebbero essere messe in relazione con le varie manovre di attracco, e con eventuali mini-reboost ripetuti da parte di questo veicolo… vediamo che succede nelle prossime settimane, senza di lui!


#12

Facendo il confronto con l’attracco e lo sgancio con la Shenzhou 11, sembra che per attraccare non facciano manovre particolari a parte un eventuale reboost con largo anticipo rispetto all’attracco:

Piccola precisazione: sembra che la Shenzhou arrivi al di sopra della Tiangong-2, ma bisogna considerare che per quest’ultima ho fatto la media delle 2 orbite a cavallo dell’epoca del TLE, altrimenti si vede il continuo oscillare della traiettoria senza avere informazioni utili per il nostro discorso. Questo è il grafico in cui ogni TLE è 1 punto:

si vede perfettamente il punto d’attracco.

Ritornando al nostro discorso, mentre per l’attracco non si notano manovre particolari, per lo sgancio (avvenuto il 17 novembre) si notano, anche in questo caso, quelle piccole manovre che tu hai individuato:

Probabilmente è il loro normale modo d’operare per arrivare a piccoli passi alla giusta orbita per lo sgancio.


#13

Grafici molto interessanti!
Sarei curioso di sapere meglio cosa intendi con “media di due orbite” e come la calcoli, visto che è estremamente “piatta”…


#14

Usando il propagatore SGP4, calcolo la posizione e la velocità dei satelliti partendo da 1 orbita prima dell’epoca del TLE e vado avanti con un passo di 0,5 s fino ad un’orbita dopo l’epoca del TLE. Ogni punto dei grafici “media 2 orbite” è la media di tutti i raggi vettori calcolati in quelle due orbite.
Invece nei grafici che chiamo “istantaneo”, ogni punto è il raggio vettore calcolato per l’epoca del TLE.


#15

Sembra che tutto sia tornato normale dopo la partenza del cargo. Per dirla con gli Aerosmith, going dooown.


#16

La notte scorsa, mini-reboost della stazione cinese (a sole 48 ore da quello della ISS!). Innalzamento di 320 m sulla quota media, più pronunciato sulla quota d’apogeo. (https://aliveuniverse.today/rubriche/mission-log/2653-tiangong-2-orbit)


#17

Può essere interessante notare che quasi tutti i reboost sono utilizzati anche per discrete correzioni dell’inclinazione orbitale, compreso il mini-reboost di cui parli:


Probabilmente, il mini-reboost è stato fatto principalmente più per una correzione dell’inclinazione che per innalzare l’orbita.


#18

Perchè vedo tre curve diverse dell’inclinazione? (quella centrale dovrebbe essere quella giusta). A me sembra che, a parte brevi oscillazioni in prossimità del reboost (probabilmente legate a un ricalcolo inizialmente approssimativo della nuova orbita) non ci siano variazioni sostanziali di inclinazione, che è sempre stata intorno a 42.784° da quando Tiangong-2 è in orbita (con variazioni “fisiologiche” inferiori a 10 secondi d’arco)…


#19

Formalmente calcolo le tre curve come inclinazione minima, media e massima per ogni orbita, ma credo che in pratica le curve del minimo e del massimo siano da considerare come una sorta “d’incertezza” dell’inclinazione reale; immagino, principalmente dovuta all’algoritmo SPG4 che, sebbene definito dal NORAD stesso, è comunque un propagatore semplificato rispetto ad una rigorosa e lenta integrazione numerica.

Nel tuo sito vedo l’andamento dell’inclinazione sostanzialmente differente da quello che calcolo io. In un altro thread hai brevemente accennato alla procedura di calcolo che usi, ma puoi darmi maggiori dettagli su come calcoli l’inclinazione?


#20

Mi correggo quasi subito. :smiley:

Ho voluto fare una simulazione per verificare quello che ho detto nel mio precedente messaggio (avrei dovuto farla prima di postare, ma meglio tardi che mai :smiley:).

Per avere il massimo della libertà sui parametri della simulazione, anziché usare il propagatore “standard” del NORAD, ho usato la simulazione per la Tiangong-1; non posso usarne una per la Tiangong-2 perché dovrei mettermi a riscrivere il modello matematico, finendo al manicomio entro sera.
I valori ottenuti dalla simulazione sono inevitabilmente diversi per i due satelliti, ma a noi interessa capire perché c’è quella variazione dell’inclinazione, per cui ci interessa solo l’andamento qualitativo dell’inclinazione (non i suoi valori).

Allora ho iniziato con il togliere l’atmosfera, ma niente. Poi ho tolto la Luna e niente, il Sole e niente. Allora ho cambiato il modello gravitazionale dall’attuale WGS 84 ad una sfera perfetta e omogenea; ecco la differenza:


Come si vede nel titolo dei grafici, il primo l’ho fatto con il modello gravitazionale WGS 84 che nella simulazione utilizza le armoniche sferiche fino all’ordine e grado 20 (esageratamente superiori alle nostre necessità), mentre l’altro considera una Terra perfettamente sferica ed omogenea.

Nel caso della Terra sferica, è appena visibile la variazione dell’inclinazione orbitale all’interno di una stessa orbita, mentre nel caso della Terra schiacciata si vedono quegli 0,04 gradi di escursione che si vedono anche nel grafico della Tiangong-2.

E’ quindi evidente che la piccola variazione dell’inclinazione all’interno di un’orbita è realmente esistente ed è dovuta all’asimmetria del campo gravitazionale terrestre.