Deorbit-Burn bei GTO-Missionen

Durch Hugos Post zu Nilesat...

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=19382.msg533214#msg533214

...habe ich mich gefragt, wie das mit einem Deorbit-Burn bei GTO-Missionen aussieht.

Nilesat ist auf einem Apogäum von 44970 km bei einem Perigäum von 313 km.
Die Oberstufe hat keinen Deorbit gemacht, sie wird somit auf diesem Orbit wohl dauerhaft verbleiben.

Da das Perigäum bei 313km liegt, wo die Atmosphäre schon eine deutliche Bremswirkung hat, hatte ich zuerst gedacht, daß sich die Oberstufe so lange ja gar nicht mehr da oben halten dürfte.
Dann ist mir allerdings eingefallen, daß eine Abbremsung im Perigäum nicht dieses absenkt, sondern das Apogäum. Somit wird sich ersteres kaum ändern, während das Apogäum so hoch ist, daß noch viel Zeit vergehen dürfte.

Jetzt frage ich mich, warum Oberstufen im Apogäum kein Bremsmanöver durchführen, welches das Perigäum tief genug in die Athmosphäre heruntersenkt?

Vergeht bis zum Erreichen des ersten Apogäum-Durchgangs soviel Zeit (mehrere Stunden), daß die Stufe nicht mehr wiederzündfähig ist, sieht man solche stark eliptischen Orbits nicht als gefährlich an oder gibt es andere Gründe?

Für ein Deorbit im GTO benötigt man Triebwerke, welche Langzeit-Wiederzünd-Fähig sind. Das Merlin ist dieses leider nicht, diese können nur in einem kurzen Zeitraum wieder gezündet werden.

Daß sie es könnten, haben sie ja bei der Falcon Heavy Demomissionen gezeigt, wobei da eine "Frankenstage" zum Einsatz kam. Dann ist das für normale Missionen wohl zu aufwendig.

Für ein Deorbit im GTO benötigt man Triebwerke, welche Langzeit-Wiederzünd-Fähig sind. Das Merlin ist dieses leider nicht, diese können nur in einem kurzen Zeitraum wieder gezündet werden.

Nicht zwingend. Man kann das delta-V auch mit einem reinen, kalten "blow-down" des unter Druck stehenden Restreibstoffs durch das Triebwerk schaffen. Also man braucht nicht zwingend eine aktive Zündung. Aber auch für einen blow-down muss die Stufe ihre Lage kontrollieren können und es muss auch noch ausreichend Druck im Tank vorhanden sein.

Zitat von: Hugo am 11. Juni 2022, 16:45:32

Für ein Deorbit im GTO benötigt man Triebwerke, welche Langzeit-Wiederzünd-Fähig sind. Das Merlin ist dieses leider nicht, diese können nur in einem kurzen Zeitraum wieder gezündet werden.

Nicht zwingend. Man kann das delta-V auch mit einem reinen, kalten "blow-down" des unter Druck stehenden Restreibstoffs durch das Triebwerk schaffen. Also man braucht nicht zwingend eine aktive Zündung. Aber auch für einen blow-down muss die Stufe ihre Lage kontrollieren können und es muss auch noch ausreichend Druck im Tank vorhanden sein.

Steckt tatsächlich soviel deltaV in der nur unter geringem Druck stehenden Stufe? Dann wären doch Kaltgastriebwerke für Orbitmanöver weiter verbreitet oder gibt es andere Gründe?

Das hängt vom tatsächlichen GTO ab. Wenn man diesen so plant, dass sein Perigäum bereits tief liegt, kann selbst ein "kleiner blow-down" ausreichen, um das Perigäum ausreichend/gut abzusenken ... oder es ist bereits direkt "tief genug" für einen schnellen De-Orbit.

Die Frage ist halt, in welche Parameter des GTOs die Rakete ihre Energie für den Satelliten steckt:

• in die große Halbachse? Führt zu einer "schlanken Ellipse" mit hohem Peri- und Apogäum
• in die kleine Halbachse (bei ausreichend hohem Apogäum)? führt zu einer "dicken Ellipse", deren Perigäum tief liegen kann
• in die Inklination (bei ausreichend hohem Apogäum) kann ein tiefes Perigäum "beibehalten".

In welche GTO-Form die Rakete ihre Energie steckt, ist ihr quasi egal. Der Restaufwand bis zum Zielorbit ist so oder so vom Satelliten zu leisten. Die Frage ist, welche Art von Manövern er mit seinem Apogäumsmotor durchführen kann, um aus den drei Beispielkonfiogurationen in den Zielorbit zu kommen.