¿Qué tan precisos son los tiempos de paso elevado de los satélites síncronos solares?

Los satélites sincrónicos al sol, como su nombre lo indica, adquieren escenas a la misma hora solar del día en que pasan por el mismo lugar. Según este sitio , la sincronía solar se logra aprovechando la regresión nodal y lanzando un satélite a una órbita donde la regresión nodal cancela casi exactamente el cambio diario en la posición del sol sobre cualquier punto de la tierra, causado por la tierra. orbitar alrededor del sol. Esto resulta ser, dependiendo de la altitud del satélite, una inclinación de aproximadamente 95 a 100 grados.

La hora local del nodo descendente (o tiempo de sobrepaso) generalmente se menciona en los documentos descriptivos del satélite. Me gustaría saber qué tan preciso es realmente el tiempo solar provisto en esos documentos descriptivos y cómo mejorar esta precisión en función de los parámetros que pueden afectar (altitud, latitud, longitud, día del año, edad del satélite). Tengo entendido que la principal diferencia proviene del tiempo solar local frente al tiempo solar medio (consulte la ecuación de tiempo , hasta 18 minutos), pero estoy buscando un orden de magnitud de las otras posibles fuentes de discrepancias entre el tiempo de paso superior anunciado y el solar local real en cualquier parte del mundo.

Tengo en mente varios satélites (Sentinel's, MODIS, Landsat ...), pero estoy particularmente interesado en PROBA-V. PROBA-V vuela a una altitud de 820 km en una órbita sincrónica al sol con un tiempo de paso elevado local al lanzamiento de 10:45 h. Debido a que el satélite no tiene propulsor a bordo, se espera que los tiempos de paso elevado difieran gradualmente del valor de lanzamiento. Los ejemplos de corrección de deriva para satélites como Sentinel-2 también son bienvenidos.

No soy especialista en órbitas, pero intentaré responder. Dado un tiempo de sobrepaso teórico en una órbita síncrona solar, el exacto no es tan fácil de determinar, ya que depende de muchos factores.

• el tiempo de sobrepaso teórico es válido en el ecuador y para la hora local debajo de la pista del satélite cuando cruza el ecuador (que se llama nodo ascendente o nodo descendente dependiendo del satélite que adquiere imágenes ascendentes o descendentes)
• se tarda unos 15 minutos en ir desde Bruselas al ecuador, por ejemplo
• depende también del ángulo de visión desde el satélite. Si el satélite mira hacia el oeste para ver su punto de interés, su paso elevado es más temprano, y si mira hacia el este, el tiempo del paso elevado es más tarde
• y las agencias espaciales no mantienen exactamente el tiempo del paso elevado, permiten cierta deriva dentro de una ventana. Cuando el satélite cruza un lado de la ventana, hacen una maniobra para volver a colocarlo en el otro lado y dejar que vuelva a la deriva.

Entonces, la única forma de predecir con precisión el tiempo de sobrepaso es usar un simulador de órbita, utilizando como entrada los dos boletines de elementos de línea que están disponibles en Norad, por ejemplo. https://celestrak.com/NORAD/elements/

Mucho más simple, pero menos preciso, si su satélite está en una órbita por fases, con un ciclo repetido de N días, también podría usar el tiempo de adquisición de la adquisición anterior, N días antes. Pero no estoy seguro de que PROBA-V esté en una órbita por fases.

Con base en la primera respuesta y esta publicación , intenté poner algunos números en los diferentes parámetros que afectan el tiempo solar local de sobrevuelo de un satélite sincrónico al sol:

deriva satelital

Las órbitas sincrónicas al sol deben ajustarse de vez en cuando. Por ejemplo, cada dos años en el caso de MODIS. En el caso de PROBA-V, la deriva no se corrige. Como se puede ver en el manual de usuario del producto PROBA-V v1.3 , la deriva no corregida da como resultado un cambio en el tiempo de paso elevado de aproximadamente media hora durante 3.5 años. Supongo que esta deriva se mantiene en aproximadamente 10 minutos cuando se aplican correcciones.

Tiempo solar medio versus tiempo solar local

Doce mediodía, hora solar local (LST) se define como cuando el sol está más alto en el cielo. La hora local (LT) generalmente varía de LST debido a la excentricidad de la órbita de la Tierra. El tiempo solar local está en el rango de +/- 15 minutos en comparación con el tiempo solar medio. Ilustración de Wikipedia a continuación.

Punto de vista

la sincronicidad solar se logra en el nadir. Debido a la gran franja de PROBA-V, la ubicación observada tiene una hora local diferente. Aquí hay algunos ejemplos derivados con la calculadora de posición solar NOAA con la franja PROBA-V de ~ 2200 km. Yo (aproximadamente) miré la huella en esas latitudes.

Ecuador : +/- 20 minutos

65 ° Norte : +/- 40 minutos

Con Sentinel-2 y su franja relativamente más pequeña (290 km), la diferencia oscilaría en +/- 4 minutos en el ecuador.