Satelitul japonez Astro-H, ulterior redenumit Hitomi, a fost lansat pe 17 februarie de o racheta H2A, intr-o orbita circulara, cu inaltimea de 575 km si inclinatia orbitala 31 de grade. Astfel satelitul trebuia sa execute o revolutie completa (adica avea o perioada orbitala) de 96 de minute.
In principiu aceasta nu este o traiectorie ideala, pentru ca la aceasta inaltime se afla destul de aproape de orbitele polare SSO, aglomerate de multe deseuri spatiale. Aceste deseuri trebuie supravegheate indeaproape si daca este cazul, trebuie evitate prin manevre specifice. Anticiparea oricarei potentiale vecinatati este insa mult mai complicata pentru ca satelitul nu zboara in acelasi plan orbital ci planul sau orbital se intersecteaza periodic cu aceasta zona aglomerata.
Revenind insa la intrebare: de ce a fost totusi lansat Hitomi in orbita inclinata. Raspunsul vine dintr-o combinatie de cauze: pe de o parte specificul observatiilor sale stiintifice, pe de alta parte limitarile tehnice si ratiuni de mentinere a satelitului intr-o zona cat mai sigura.
Sa le luam pe rand.
Pentru inceput cateva elemente de geometrie orbitala:
1. planul ecliptic este pozitionat la aproximativ 23.5 grade fata de planul ecuatorial al Pamantului.
2. planul galactic este inclinat la 63 de grade fata de ecuatorul celest si la 60 de grade fata de ecliptic.
Luand in considerare aceste lucruri vedem ca in cazul lui Hitomi, excursia orbitala in afara planului ecliptic este minima. Astfel Soarele, Pamantul, Luna si satelitul evolueaza practic aproape in acelasi plan, un lucru foarte important de mentionat pentru ca Hitomi isi poate folosi instrumentele de la bord doar in anumite conditii, fiind nevoie sa le fereasca in permanenta de interferente, fie ca vorbim de radiatia Pamantului sau a Lunii, fie de lumina directa a Soarelui.
Cu atat mai mult cu cat satelitul nu are un scut de protectie in fata acestor interferente, doar conul tubului optic limitand acest neajuns. In concluzie satelitul nu poate observa decat acele directii din spatiu unde aceste interferente pot fi evitate, iar in acest scenariu (cu toate obiectele in acelasi plan) evitarea lor devine mult mai usoara.
Un alt avantaj vine din vizibilitatea satelitului in Japonia. Zburand in aceasta orbita inclinata el are o buna acoperire la statiile de sol ale JAXA. In plus orbita la altitudine joasa favorizeaza descarcarea rapida a datelor, la viteze de transfer mari.
Mai sunt alti sateliti in orbite similare? Da, poate cel mai cunoscut exemplu este telescopul spatial Hubble ce zboara astazi intr-o traiectorie 546 km x 550 km x 28.5 grade.
Care sunt insa dezavantajele unei astfel de orbite?
Destul de multe. JAXA a ales cel mai simplu scenariu, insa realitatea este ca astfel de orbite LEO au fost intre timp inlocuite. Integral si XMM spre exemplu zboara in orbite cu excentricitate mare: 9218 x 140208 km x 51.8 grade si respectiv 5669 x 115373 km x 67.4 grade. Chandra la fel foloseste o orbita 16731 x 132096 km x 76.1 grade.
Astfel satelitii petrec cea mai mare parte a orbitei departe de Pamant, evitand in masura in care se poate albedoul dar si centura de radiatii. Totusi nici acesti sateliti nu scapa de anumite inconveniente: de eclipse (atat Pamantul cat si Luna se pot interpune intre satelit si Soare), de miscarea celor trei obiecte celeste intr-o parte si in alta a campului vizual al satelitului, de variatii mari termice etc.
Insa solutia optima vine din folosirea orbitelor in jurul punctelor Lagrange. Mai ales L2, ideal pentru misiunile astronomice, care aduce o serie de avantaje importante:
-cu toate obiectele celeste aliniate practic pe aceeasi directie interferentele devin foarte usor de evitat;
-mediul extern este extrem de constant din punct de vedere termic (spatiul cosmic interplanetar);
-eclipsele pot fi evitate in totalitate, aproape ca nu mai este nevoie de baterii la bordul satelitiilor;
-vizibilitatea este foarte buna pentru statiile de sol;
-se evita radiatiile din apropierea Pamantului si Lunii
Sateliti care au folosit cu succes aceasta orbita: WMAP, Herschel sau Planck; sateliti care vor folosi aceasta orbita in viitor: James Webb Space Telescope. Cu mentiunea ca plasarea unui satelit intr-o astfel de orbita nu este asa de simpla ca in cazul orbitelor LEO.
Articole relevante:
De la telescoapele terestre la cele spatiale- astronomie in infrarosu si nu numai
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20111108094042
O poza cat un Univers
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20130323140824
Hubble la 25 de ani
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20150423142111
DSCOVR, in punctul Lagrange L1
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20150611221814
Prezentare NuStar - partea 1
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20120614081823
Prezentare NuStar - partea 2
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20120620043845