EchoStar 23 auf Falcon 9v1.2

Ich weiß leider nichts über die Genauigkeit der Daten. Es ist auch das erste mal, daß ich die Bahndaten von einem Satelliten regelmäßig anschaue/auswerte, ich kann also wenig drüber verraten.

Hier die neusten Daten, ich habe sie mal ergänzt um die Umlaufzeit. Ich könnte mir vorstellen, daß die Umlaufzeit zeigt, ob sich die Bahn der Rakete "verkleinert" oder nicht.

Falcon 9
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Zeit: 16.03.2017 08:09 UTC - Perigäum: 186,4 km - Apogäum: 35854,2 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:31:51
Zeit: 16.03.2017 22:18 UTC - Perigäum: 183,0 km - Apogäum: 35849,6 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:31:42
Zeit: 18.03.2017 05:46 UTC - Perigäum: 183,4 km - Apogäum: 35845,7 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:31:37
Zeit: 19.03.2017 02:45 UTC - Perigäum: 184,1 km - Apogäum: 35842,2 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:31:34
Echostar
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Zeit: 16.03.2017 11:49 UTC - Perigäum: 182,1 km - Apogäum: 35906,8 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:32:47
Zeit: 17.03.2017 23:52 UTC - Perigäum: 180,7 km - Apogäum: 35902,9 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:32:41
Zeit: 18.03.2017 23:47 UTC - Perigäum: 3931,4 km - Apogäum: 35891,8 km - Inklination: 13,7° - Umlaufzeit: 11:46:45
Zeit: 19.03.2017 14:14 UTC - Perigäum: 10296,4 km - Apogäum: 35891,7 km - Inklination: 7,3° - Umlaufzeit: 13:58:55

Und man sieht, wie die Umlaufzeit von Echostar steigt, und die von der Falcon sinkt. Meine Meinung: Man sieht, daß die Falcon bereits gebremst wurde.

Als Beipiel mal ein Zitat von hier:
https://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/11042012082044.shtml

Wiedereintritt von Molnija-1-89

[..] nach seinem Start am 14. August 1996 auf [..] (einem) Orbit mit einem Perigäum von rund 500 Kilometern über der Erdoberfläche und einen Apogäum von rund 48.000 Kilometern über der Erde [..]

[..] Am 12. März 2012 war mit 85 Kilometern über der Erdoberfläche schon einmal ein sehr niedriges Perigäum des Orbits von Molnija-1-89 ermittelt worden. Das Apogäum betrug rund 26.348 Kilometer. Am 6. April 2012 wurde der Satellit auf einer Bahn mit einem Perigäum von 84 Kilometern über der Erdoberfläche und einem Apogäum von 2.378 Kilometern beobachtet. [..]

Also wird durch die Bremsung im Perigäum zunächst schon hauptsächlich das Apogäum abgesenkt. Das Perigäum kann sich aber auch langsam reduzieren, da spielen auch die von Klakow erwähnten Faktoren mit rein. Wird das Perigäum zu niedrig kommt es letztlich zum Wiedereintritt, es kann dabei aber noch ein hohes Apogäum vorhanden sein.

Alles klar, da gibts ja echt viel mit einzuberechnen. Kein wunder das man für Bahnberechnungen Supercomputer braucht. Danke für die vielen Infos.

Gruß Stefan

@Hugo: Woher hast du denn die Daten?

Fuer mich sieht das eher nach 25 Jahren aus, angenommen die Geschwindigkeit des Absinkens bleibt gleich.

Ich glaube nicht, daß man nach 3 Tagen schon erkennen kann, ob sich die Daten ändern. Denn noch werden die Daten mit jedem Umlauf verbessert. Erkennen wird man sicher in einigen Wochen/Monaten etwas. Aber wie gesagt, ich habe das auch noch nie genauer beobachtet. Mal schauen wie sich das mit den Wochen/Monaten ändert.

@Hugo: Woher hast du denn die Daten?

Ich rechne die Daten selber aus. Es gibt vom NORAD die Rohdaten in Form der "Two Line Elements". Die neusten findet man hier: https://www.celestrak.com/NORAD/elements/tle-new.txt - Oder man schaut bei N2YO vorbei, da werden die Daten gleich mit ausgewertet und eine Grafik angezeigt. https://www.n2yo.com/satellite/?s=42071 - Bei mir macht OpenOfficeCalc dann den Text zum hier einfügen. Mal schauen, ich erzeuge auch Verlaufskurven, aber da sieht man nach 3 Tagen noch nicht viel.

Super, danke dir!

Aber die Bahnen sind dort ja gut bekannt und Sat Betreiber werden rechtzeitig vor möglichen Kollisionen gewarnt.

180km ist schon ziemlich tief. Kein Vergleich zu 500, 12000 oder erst recht 36'000 km.

Und da nicht nur direkt am Perigäum sondern auch etwas davor und danach gebremst wird baut sich auch der Perigäum selbst weiter ab und es kommt schnell zu einer Kaskade nach unten

Echostar fliegt weiterhin fleißig:

Echostar
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Zeit: 16.03.2017 11:49 UTC - Perigäum: 182,1 km - Apogäum: 35906,8 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:32:47
Zeit: 17.03.2017 23:52 UTC - Perigäum: 180,7 km - Apogäum: 35902,9 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:32:41
Zeit: 18.03.2017 23:47 UTC - Perigäum: 3931,4 km - Apogäum: 35891,8 km - Inklination: 13,7° - Umlaufzeit: 11:46:45
Zeit: 19.03.2017 14:14 UTC - Perigäum: 10296,4 km - Apogäum: 35891,7 km - Inklination: 7,3° - Umlaufzeit: 13:58:55
Zeit: 20.03.2017 23:00 UTC - Perigäum: 21822,0 km - Apogäum: 35881,9 km - Inklination: 2,5° - Umlaufzeit: 18:16:28


Mich würde echt interessieren, wie viel Treibstoff EchoStar verbraucht hat, bis er in seinem Zielorbit ist.

für die erste Bahnkorrektur wird etwa 350m/s benötigt.
für die zweite ca. 390m/s
und für die dritte ca. 440m/s
für die letzte noch ca. 340m/s. (die noch kommen muss)
zusammen also ca. 1520m/s bis GEO
Rechnet man nun mit einem ISP für lagerfähige Treibstoffe von 3000m/s komme ich auf ca. 2164kg Treibstoff.
Vermutlich ist der Schub relativ klein, so das man so Ding nicht mit einer Triebwerkszündung auf die richtige Bahn bringen kann ohne viel Treibstoff zu verschwenden.

....
Vermutlich ist der Schub relativ klein, so das man so Ding nicht mit einer Triebwerkszündung auf die richtige Bahn bringen kann ohne viel Treibstoff zu verschwenden.

Der Apogäumsmotor wird vermutlich so etwa 400 N Schub erzeugen können.

Beim EchoStar XVII des gleichen Herstellers waren es nominell
445 N - Monomethylhydrazin (MMH) und Stickstofftetroxid (NTO) benutzend.

Axel

Es ist ziemlich interessant wie man so eine Bahnänderung macht, im Prinzip beschleunigt man in mehreren Abschnitten auf einer kummen Bahn, das ist so ähnlich als wollte man zu einer Berghütte die höher liegt und 23 grad um die Ecke, man läuft etwas schräk den Hang hinauf und mit jedem Schritt steigt man etwas höher und immer mehr in Richtung der Hütte.

Ähm also aus KSP kenne ich es eigentlich so:
Wenn ich das Perigäum erhöhen will gebe ich am Apogäumspunkt Schub in Flugrichtung. Wenn mein Triebwerk nicht genug Schub produziert mache ich das halt einfach mehrmals.
Wenn ich die Inklination ändern möchte (was übrigens recht viel Treibstoff kostet) dann gebe ich Schub am Schnittpunkt des gewünschten und des aktuellen Orbits entweder in Richtung der Bahnnormalen oder der Bahnantinormalen.
Und das ist wie gesagt beides recht easy auch in mehreren Schritten möglich.

Der Unterschied der Bahngeschwindigkeit bei 35800km zwischen GTO und GEO ist ca. 1500m/s und vom Cap aus sind ca. 28° Inklination abzubauen.
Wollte man beiden nach einander angleichen wäre das nötige deltaV sehr viel größer, aber real addiert man wärmend der Bahnänderung zum vorhanden Geschwindigkeitsvektor ständig einen Vektor der beides verändert. In dem Fall ist der zusätzliche Aufwand ziemlich klein.
Näherungsweise würde die Inklination einen Vektor von v=V₀(1-cos(28°)), was für GTO ca. 187m/s wären und bei GEO ca. das doppelte.
Da zwischen GTO und GEO ca. 1500m/s nötig sind, ist der resultierende Vektor Wurzel(1500²+187²)=1511m/s.
Der Grund dafür ist der sehr flache Winkel.

Deine Rechnung ist falsch. Man braucht ca. 1800 m/s vom GTO bei 28° Inklination zum GEO auf 0° Inklination.

Sind die Zahlen falsch, oder der Rechenweg?

Ohne das hier groß verfolgt zu haben: Inklination auf null bringen geht nur an den beiden Punkten, an denen die Bahn die Äquatorebene kreuzt. Fällt dieser nicht mit dem Apoapsis zusammen, lässt sich Bahnanhebung und Inklinationsabbau nicht kombinieren.
Und die Aufstiegstrajektorie, die dafür sorgt, dass sowas möglich ist, wird wohl höchstwahrscheinlich nicht sinnvoll sein, sodass ich davon ausgehe, dass man im Allgemeinen dedizierte Brennphasen für Inklination und Bahnhöhe benötigt

Ich bin der Meinung, daß das Triebwerk 4 mal gezündet werden soll für alle Bahnänderungen.

Jetzt gab es mal keine Änderung:

Echostar
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Zeit: 16.03.2017 11:49 UTC - Perigäum: 182,1 km - Apogäum: 35906,8 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:32:47
Zeit: 17.03.2017 23:52 UTC - Perigäum: 180,7 km - Apogäum: 35902,9 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:32:41
Zeit: 18.03.2017 23:47 UTC - Perigäum: 3931,4 km - Apogäum: 35891,8 km - Inklination: 13,7° - Umlaufzeit: 11:46:45
Zeit: 19.03.2017 14:14 UTC - Perigäum: 10296,4 km - Apogäum: 35891,7 km - Inklination: 7,3° - Umlaufzeit: 13:58:55
Zeit: 20.03.2017 23:00 UTC - Perigäum: 21822,0 km - Apogäum: 35881,9 km - Inklination: 2,5° - Umlaufzeit: 18:16:28
Zeit: 21.03.2017 21:16 UTC - Perigäum: 21821,6 km - Apogäum: 35881,10 km - Inklination: 2,5° - Umlaufzeit: 18:16:28


Echostar ist (fast) auf seinem Ziel angekommen. Die Frage ist, ob die Abweichungen Messfehler sind, oder ob man jetzt man anderen/kleineren Triebwerken die End-Position anfährt. Ich weiß es leider nicht. Aber es fehlen nur noch 6,5 Minuten in der Umlaufzeit bis zum "Stillstand".

Echostar
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Zeit: 16.03.2017 11:49 UTC - Perigäum: 182,1 km - Apogäum: 35906,8 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:32:47
Zeit: 17.03.2017 23:52 UTC - Perigäum: 180,7 km - Apogäum: 35902,9 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:32:41
Zeit: 18.03.2017 23:47 UTC - Perigäum: 3931,4 km - Apogäum: 35891,8 km - Inklination: 13,7° - Umlaufzeit: 11:46:45
Zeit: 19.03.2017 14:14 UTC - Perigäum: 10296,4 km - Apogäum: 35891,7 km - Inklination: 7,3° - Umlaufzeit: 13:58:55
Zeit: 20.03.2017 23:00 UTC - Perigäum: 21822,0 km - Apogäum: 35881,9 km - Inklination: 2,5° - Umlaufzeit: 18:16:28
Zeit: 21.03.2017 21:16 UTC - Perigäum: 21821,6 km - Apogäum: 35881,10 km - Inklination: 2,5° - Umlaufzeit: 18:16:28
Zeit: 23.03.2017 14:39 UTC - Perigäum: 35532,7 km - Apogäum: 35799,2 km - Inklination: 0,2° - Umlaufzeit: 23:49:34


Die Falcon sinkt ganz langsam. Das Apogäum ist nach 6 Tagen um 0,08% gefallen. Wenn man das Linear fortführt, ist die Stufe in 23 Jahren unten. Wobei es natürlich irgendwann schneller gehen wird. Die Umlaufzeit ist um 0,09% gefallen.

Falcon 9
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Zeit: 16.03.2017 08:09 UTC - Perigäum: 186,4 km - Apogäum: 35854,2 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:31:51
Zeit: 16.03.2017 22:18 UTC - Perigäum: 183,0 km - Apogäum: 35849,6 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:31:42
Zeit: 18.03.2017 05:46 UTC - Perigäum: 183,4 km - Apogäum: 35845,7 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:31:37
Zeit: 19.03.2017 02:45 UTC - Perigäum: 184,1 km - Apogäum: 35842,2 km - Inklination: 22,4° - Umlaufzeit: 10:31:34
Zeit: 23.03.2017 01:07 UTC - Perigäum: 186,8 km - Apogäum: 35825,6 km - Inklination: 22,5° - Umlaufzeit: 10:31:18


Echostar ist (fast) auf seinem Ziel angekommen. Die Frage ist, ob die Abweichungen Messfehler sind, oder ob man jetzt man anderen/kleineren Triebwerken die End-Position anfährt. Ich weiß es leider nicht. Aber es fehlen nur noch 6,5 Minuten in der Umlaufzeit bis zum "Stillstand".

Die 6,5 Minuten Abweichung zur sychronen Umlaufzeit benötigt man sicher noch, um zur endgültig geplanten Position über dem Äquator driften zu können. Wo genau soll EchoStar 23 da eigentlich stationiert werden?

Bei 44,9 Grad West soll Echostar 23 Stationiert werden. Der Satellit zielt dann mit seinen Service auf Brasilien.

hier Nachlesen: https://humanmarsmission.de/start-echostar-23-falcon-9/

@Hugo: könntest du mal den Winkelabstand des Apogäums zur Sonne mit angeben und wenn möglich auch zum Mond, das würde vielleicht einen besseren Blick auf den Perigäumabstand schaffen.

Sind die Zahlen falsch, oder der Rechenweg?

Formel hier:
https://en.wikipedia.org/wiki/Geostationary_transfer_orbit

Kosinussatz:

For a typical GTO with a semi-major axis of 24,582 km, perigee velocity is 9.88 km/s and apogee velocity is 1.64 km/s

GEO Geschwindigkeit ist 3,07 km/s
https://en.wikipedia.org/wiki/Geostationary_orbit

Einsetzen:
Mit 28° Inklination kommt 1,795 km/s raus.
http://www.wolframalpha.com/input/?i=sqrt(3.07%5E2%2B1.64%5E2-2*1.64*3.07*cos(28%C2%B0))

und mit 22° Inklination sogar nur 1,667 km/s
http://www.wolframalpha.com/input/?i=sqrt(3.07%5E2%2B1.64%5E2-2*1.64*3.07*cos(22%C2%B0))

@Hugo: könntest du mal den Winkelabstand des Apogäums zur Sonne mit angeben und wenn möglich auch zum Mond, das würde vielleicht einen besseren Blick auf den Perigäumabstand schaffen.

Folgende Zwischenergebnisse rechne ich aus:

Rektaszension des aufsteigenden Knotens = 92,2496
Numerische Exzentrizität der Umlaufbahn = 0,7309861
Argument des Perigäums = 183,6552
Mittlere Anomalie = 164,1077
Mittlere Bewegung = 2,28100747

Ich tue mich etwas scher damit, mir alles 3-Dimensional vorzustellen. Ab einem bestimmten Punkt der Berechnungen bin ich leider nicht mehr ganz mit gekommen, da halft dann Wikipedia - Über den Mond rechne ich nichts weiter aus.