Làm thế nào chính xác là thời gian vượt qua của các vệ tinh đồng bộ mặt trời?

Các vệ tinh đồng bộ mặt trời, như tên gọi của chúng, thu được các cảnh vào cùng thời điểm mặt trời trong ngày khi chúng đi qua cùng một vị trí. Theo trang web này , tính đồng bộ của mặt trời đạt được bằng cách tận dụng hồi quy nốt và phóng một vệ tinh vào quỹ đạo nơi hồi quy nốt gần như hủy bỏ sự thay đổi hàng ngày về vị trí của mặt trời so với bất kỳ điểm nào trên trái đất, do trái đất gây ra quỹ đạo quanh mặt trời. Điều này hóa ra là, tùy thuộc vào độ cao của vệ tinh, độ nghiêng khoảng 95 đến 100 độ.

Thời gian cục bộ của nút giảm dần (hoặc thời gian vượt) thường được đề cập trên các tài liệu mô tả vệ tinh. Tôi muốn biết chính xác thời gian mặt trời được cung cấp trong các tài liệu mô tả đó thực sự như thế nào và làm thế nào để cải thiện độ chính xác này dựa trên các thông số có khả năng ảnh hưởng (độ cao, vĩ độ, kinh độ, ngày trong năm, tuổi của vệ tinh). Sự hiểu biết của tôi là sự khác biệt chính đến từ thời gian mặt trời địa phương so với thời gian mặt trời trung bình (xem phương trình thời gian , tối đa 18 phút), nhưng tôi đang tìm kiếm một mức độ lớn của các nguồn khác nhau có thể có giữa thời gian vượt qua được công bố và năng lượng mặt trời địa phương thực tế bất cứ nơi nào trên thế giới.

Tôi có một vài vệ tinh trong tâm trí (Sentinel's, MODIS, Landsat ...), nhưng tôi đặc biệt quan tâm đến PROBA-V. PROBA-V bay ở độ cao 820 km trên quỹ đạo đồng bộ với mặt trời với thời gian vượt cầu cục bộ khi phóng lúc 10:45 h. Do vệ tinh không có nhiên liệu trên tàu, thời gian vượt cầu dự kiến ​​sẽ dần khác với giá trị phóng. Ví dụ về hiệu chỉnh độ lệch cho các vệ tinh như Sentinel-2 cũng được hoan nghênh.

Tôi không phải là chuyên gia về quỹ đạo, nhưng tôi sẽ cố gắng trả lời. Với thời gian vượt quá lý thuyết trên quỹ đạo đồng bộ của mặt trời, chính xác là không dễ xác định, vì nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố.

• thời gian vượt qua lý thuyết là hợp lệ tại xích đạo và đối với thời gian cục bộ dưới đường vệ tinh khi nó đi qua đường xích đạo (được gọi là nút tăng dần hoặc nút giảm dần tùy thuộc vào vệ tinh thu được hình ảnh tăng dần hoặc giảm dần)
• mất khoảng 15 phút để đi từ Brussels đến xích đạo chẳng hạn
• nó cũng phụ thuộc từ góc nhìn từ vệ tinh. Nếu vệ tinh nhìn về phía tây để thấy điểm quan tâm của bạn, cầu vượt của nó sớm hơn và nếu nhìn về hướng đông, thời gian cầu vượt sẽ muộn hơn
• và các cơ quan không gian không duy trì chính xác thời gian vượt cầu, họ cho phép một số trôi trong cửa sổ. Khi vệ tinh đi qua một bên cửa sổ, họ sẽ thực hiện một thao tác để đặt nó trở lại phía bên kia và để nó trôi đi một lần nữa

Vì vậy, cách duy nhất để dự đoán chính xác thời gian vượt cầu là sử dụng trình giả lập quỹ đạo, sử dụng làm đầu vào hai bản tin phần tử dòng có sẵn tại Norad chẳng hạn. https://celestrak.com/NORAD/elements/

Đơn giản hơn nhiều, nhưng kém chính xác hơn, nếu vệ tinh của bạn ở trên quỹ đạo theo giai đoạn, với chu kỳ lặp lại là N ngày, bạn cũng có thể sử dụng thời gian mua lại của lần mua trước đó, N ngày trước đó. Nhưng tôi không chắc PROBA-V đang ở trên quỹ đạo theo từng giai đoạn.

Dựa trên câu trả lời đầu tiên và bài đăng này , tôi đã cố gắng đưa một số con số vào các thông số khác nhau ảnh hưởng đến thời gian mặt trời cục bộ của cầu vượt của vệ tinh đồng bộ mặt trời:

trôi dạt vệ tinh

Các quỹ đạo đồng bộ mặt trời cần phải được điều chỉnh theo thời gian. Ví dụ, cứ hai năm một lần trong trường hợp MODIS. Trong trường hợp PROBA-V, độ trôi không được sửa. Như có thể thấy trong hướng dẫn sử dụng sản phẩm PROBA-V v1.3 , trôi dạt không được kiểm soát dẫn đến thay đổi thời gian vượt qua khoảng nửa giờ trong 3,5 năm. Tôi đoán rằng sự trôi dạt này được duy trì trong vòng khoảng 10 phút khi áp dụng hiệu chỉnh.

Thời gian mặt trời trung bình so với giờ mặt trời địa phương

Mười hai giờ trưa giờ mặt trời địa phương (LST) được định nghĩa là khi mặt trời cao nhất trên bầu trời. Giờ địa phương (LT) thường thay đổi từ LST do độ lệch tâm của quỹ đạo Trái đất. Thời gian mặt trời địa phương nằm trong khoảng +/- 15 phút so với thời gian mặt trời trung bình. Minh họa từ Wikipedia dưới đây.

Góc nhìn

đồng bộ mặt trời đạt được tại nadir. Do lượng lớn PROBA-V, vị trí quan sát có thời gian địa phương khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ xuất phát từ máy tính vị trí mặt trời NOAA với độ rộng PROBA-V ~ 2200 km. Tôi (đại khái) nhìn vào dấu chân ở những vĩ độ đó.

Xích đạo : +/- 20 phút

65 ° Bắc : +/- 40 phút

Với Sentinel-2 và dải đất tương đối nhỏ hơn (290 km), sự khác biệt sẽ nằm trong khoảng +/- 4 phút tại xích đạo.