Beta açısı - Beta angle

Beta Açısı ( )${\ Displaystyle {\boldsymbol {\beta }}}$

P açısı ( ) 'de en önemlisi kullanılan bir ölçümdür yörünge uzay . Beta açısı , düşük Dünya yörüngesindeki (LEO) bir uydunun güneş enerjisini emerek doğrudan güneş ışığında geçirdiği zamanın yüzdesini belirler . Terimi arasındaki açı olarak tanımlanır yörünge düzlemi uydunun ve vektör için güneş (örneğin, yön olan güneş parlayan edilmiştir) hazırlandı. Beta açısı, Güneş vektörü ile nesnenin yörünge düzlemi arasındaki iki açıdan daha küçük olanıdır . Beta açısı benzersiz bir yörünge düzlemi tanımlamaz; Belirli bir irtifada belirli bir beta açısına sahip yörüngedeki tüm uydular, Dünya çevresinde tamamen farklı düzlemlerde yörüngede olsalar bile, Güneş'e aynı maruziyete sahiptir . ${\ Displaystyle {\boldsymbol {\beta }}}$

Beta açısı +90° ile -90° arasında değişir ve uydunun birincil gövdesinin yörüngesinde döndüğü yön , beta açısı işaretinin pozitif mi yoksa negatif mi olduğunu belirler. Güneş'in üzerinde duran hayali bir gözlemci, söz konusu uydu saat yönünün tersine dönüyorsa beta açısını pozitif, saat yönünde dönüyorsa negatif olarak tanımlar . Normal bir LEO görevindeki bir uydunun Dünya'nın gölgesinde geçirebileceği maksimum süre 0°'lik bir beta açısında gerçekleşir. Böyle bir yörüngedeki bir uydu, yörünge süresinin en az %59'unu güneş ışığında geçirir .

Işık ve gölge

LEO deneyimlerinde bir nesneyi yörüngesel gölgeleme derecesi, o nesnenin beta açısı tarafından belirlenir. Dünya'nın ekliptik eğiminin tümleyenine eşit bir eğimle bir başlangıç ​​yörüngesine fırlatılan bir nesne , yörüngedeki nesne için 0 derecelik ( = 0°) bir başlangıç ​​beta açısı ile sonuçlanır . Bu, cismin yörünge periyodunun mümkün olan maksimum miktarını Dünya'nın gölgesinde geçirmesine izin verir ve güneş enerjisinin aşırı derecede azalmasına neden olur. 280 kilometrelik bir LEO'da, nesne yörüngesinin %59'u boyunca güneş ışığı altındadır (Güneş ışığında yaklaşık 53 dakika ve gölgede 37 dakika). Diğer uçta, sonlandırıcıya paralel bir yörüngeye fırlatılan bir nesne , bir 90 derecelik beta açısı ( = 90°) ve nesne zamanın %100'ünde güneş ışığındadır. Bir ekinoksta yerel şafakta veya alacakaranlıkta başlatılan bir kutup yörüngesi buna bir örnek olabilir . Bir uyduyu mümkün olduğunca soğuk tutmak için (kızılötesi kameralar gibi düşük sıcaklıklar gerektiren cihazlar için) beta açısını mümkün olduğunca sıfıra yakın tutarak veya tam tersi bir uyduyu güneş ışığında tutmak için beta açısı kontrol edilebilir. +90 veya -90'a yakın bir beta açısını koruyarak mümkün olduğunca (güneş ışığının güneş panelleri tarafından dönüştürülmesi, sensörlerin güneş stabilitesi veya Güneş'in incelenmesi için). ${\görüntüleme stili \beta }$${\görüntüleme stili \beta }$

Beta açılarının belirlenmesi ve uygulanması

Dünya yörüngesindeki bir uydu için güneş beta açısının değeri denklem kullanılarak bulunabilir.

${\displaystyle \beta =\sin ^{-1}[\cos(\Gamma )\sin(\Omega )\sin(i)-\sin(\Gamma )\cos(\epsilon )\cos(\Omega ) \sin(i)+\sin(\Gamma )\sin(\epsilon )\cos(i)]}$

nerede olduğunu Ekliptik Gerçek Güneş Boylam , olduğu Artan Düğüm Sağ Yükseliş (RAAN), yörünge olduğu eğim ve bir tutulumun eğimini (şu anda Dünya için yaklaşık 23,45 derece). RAAN ve eğim, uydunun yörüngesinin özellikleridir ve güneş boylamı, Dünya'nın güneş etrafındaki yörüngesindeki konumunun bir fonksiyonudur (vernal ekinoksa göre yılın günüyle yaklaşık olarak doğrusal orantılıdır). ${\görüntüleme stili \Gama }$${\görüntüleme stili\Omega }$${\görüntüleme stili ben}$${\görüntüleme stili \epsilon }$

Yukarıdaki tartışma, Dünya yörüngesindeki uyduların beta açısını tanımlar, ancak yörüngedeki herhangi bir üç gövde sistemi için bir beta açısı hesaplanabilir: aynı tanım, diğer nesnelerin beta açısını vermek için de uygulanabilir. Örneğin, Mars yörüngesindeki bir uydunun Dünya'ya göre beta açısı, uydunun Dünya'yı ne kadar süreyle görebileceğini tanımlar - yani, Dünya'nın Dünya'nın üzerinde ne kadar süreyle parladığını belirler. uydu ve Dünya'nın görüş alanının ne kadar süreyle engellendiği. Aynı uydu ayrıca Güneş'e göre bir beta açısına sahip olacak ve aslında herhangi bir gök cismi için bir beta açısına sahip olacak: bir cismin (yani Dünya'nın) etrafında dönen herhangi bir uydu, o cismin yörüngesinde olacaktır. belirli bir gök cismine (bir yıldız gibi) göre bazen gölge, geri kalan zaman da onun görüş alanında. Uzay ajansları Güneş Sistemi'ndeki diğer cisimlerin etrafındaki yörüngelere uydular fırlattığında, jeosentrik olmayan yörüngeleri tanımlayan beta açıları önemlidir.

uzay uçuşunun önemi

Ne zaman uzay mekiği için görevlerde hizmetinde olan Uluslararası Uzay İstasyonu , uzay istasyonun yörüngesine beta açısı önemli bir konuydu; Mekiğin ISS'ye güvenli bir şekilde fırlatılamadığı "beta kesintisi" olarak adlandırılan dönemler, o zamanlar uzay istasyonunun beta açısının doğrudan bir sonucuydu. Orbiter uçuş halindeyken (ISS'ye kenetlenmedi) ve 60 dereceden daha büyük bir beta açısına uçtuğunda, orbiter "döndürme" moduna geçti ve X ekseni (burun-kuyruk ekseni) etrafında yavaşça döndü. termal düzenleme nedenleri. ISS'ye uçuşlar için, ISS, rıhtımda 60 dereceden daha düşük bir beta'da ve kenetlenme aşaması boyunca olacaksa, mekik bir ISS beta kesintisi sırasında başlatılabilir. Bu nedenle görev süresi, beta çıkış tarihleri ​​yaklaşırken fırlatma zamanlamasını etkiledi.

Ayrıca bakınız

• Uluslararası Uzay istasyonu
• Alçak dünya yörüngesi
• Başlat penceresi

Referanslar

Dış bağlantılar

• NASA: ISS Beta Açısı