Órbita de transferencia geoestacionaria

Órbita de transferencia geoestacionaria

Una órbita de transferencia geoestacionaria (OTG) es una órbita de transferencia de Hohmann alrededor de la Tierra en órbita baja terrestre (OBT) y órbita geoestacionaria (OGT). Es una elipse donde el perigeo es un punto en una OBT y el apogeo tiene la misma distancia a la tierra que la OGT.

Más generalmente, una órbita de transferencia geoestacionaria es una órbita intermedia entre una OBT y una órbita geosíncrona.

Después de un lanzamiento típico, la inclinación de la OTB (el ángulo entre el plano de la órbita y el plano del Ecuador se determina por la latitud del lugar de lanzamiento y la dirección del lanzamiento. La OTG hereda la misma inclinación. La inclinación debe ser reducida a cero para obtener una órbita geoestacionaria. Esto se hace a la distancia de la OGT ya que requiere menos energía que en OBT. Esto es debido a que la delta-v necesaria (Δv) para un cierto cambio de inclinación Δi es directamente proporcional a la velocidad orbital v que es menor en su apogeo. La delta-v necesaria para un cambio de inclinación tanto en el nodo de ascenso como en el de descenso de la órbita se define como:

\Delta v = 2 v \sin \frac{\Delta i}{2}

En una OTG de un Ariane 5 con semieje mayor de 24,582 km, la velocidad del perigeo de una OTG es 9,88 km/s mientras que la velocidad del apogeo es de 1,64 km/s.

Un vehículo de lanzamiento se mueve de OBT a OGT encendiendo un cohete en una tangente a OBT para aumentar su velocidad. Típicamente la última fase del vehículotiene esta función. Una vez en OTG, es normalmente el satélite el que realiza la conversión a órbita geoestacionaria encendiendo un cohete en la tangente al apogeo. Por ello, la capacidad de un cohete que puede lanzar varios satélites se muestra normalmente en términos de masa a OTG más que OGT. También puede ser que el cohete tenga la opción de insertar en OGT el mismo. Esto ahorra combustible del satélite, pero reduce considerablemente la carga de pago.

Por ejemplo, la capacidad (masa separada de la nave) del Delta IV:

  • GTO 12 757 kg (185 km x 35,786 km a 27,0º de inclinación)
  • GEO 6 276 kg

Normalmente, la inserción en la órbita geoestacionaria se realiza en el nodo de ascenso. Esto es debido a que la mayoría de cosmódromos desde los que se lanza a OTG están situados en el hemisferio norte..

En la mayoría de casos, las últimas fases de los cohetes se dejan en OTG (algunos se dejan en OGT), como el Proton Block DM). Si se elige el perigeo de la OTG para que sea suficientemente bajo para tener rozamiento con la atmósfera, la altitud del apogeo descenderá rápidamente y no será un peligro para los objetos en el anillo geoestacionario. La mayoría de últimas fases que se usan para llevar cargas a OTG se diseñan con este requisito.

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