Quanto sono precisi i tempi di sorpasso dei satelliti sincroni solari?

i satelliti sincroni al sole, come dice il loro nome, acquisiscono scene alla stessa ora solare del giorno in cui passano sopra la stessa posizione. Secondo questo sito , la sincronicità del sole si ottiene sfruttando la regressione nodale e lanciando un satellite in un'orbita in cui la regressione nodale annulla quasi esattamente il cambiamento quotidiano della posizione del sole su qualsiasi punto sulla terra, causato dalla terra orbita attorno al sole. Ciò risulta essere, a seconda dell'altitudine del satellite, un'inclinazione di circa 95 a 100 gradi.

L'ora locale del nodo discendente (o il tempo di sorpasso) è di solito indicata nei documenti descrittivi satellitari. Vorrei sapere quanto è preciso il tempo solare fornito in quei documenti descrittivi e come migliorare questa precisione sulla base di parametri potenzialmente influenti (altitudine, latitudine, longitudine, giorno dell'anno, età del satellite). La mia comprensione è che la differenza principale viene dal tempo solare locale rispetto al tempo solare medio (vedere l' equazione del tempo , fino a 18 minuti), ma sto cercando un ordine di grandezza delle altre possibili fonti di dicrepanze tra il tempo di sorpasso annunciato e il solare locale reale in qualsiasi parte del mondo.

Ho in mente diversi satelliti (Sentinel, MODIS, Landsat ...), ma sono particolarmente interessato a PROBA-V. PROBA-V vola a 820 km di altitudine in un'orbita sincrona al sole con un tempo di sorpasso locale al lancio di 10:45 h. Poiché il satellite non ha propellente a bordo, i tempi di sorpasso dovrebbero differire gradualmente dal valore iniziale. Sono anche benvenuti esempi di correzione della deriva per satelliti come Sentinel-2.

Non sono uno specialista delle orbite, ma proverò a rispondere. Dato un tempo di sorpasso teorico su un'orbita sincrona del sole, quello esatto non è così facile da determinare, poiché dipende da molti fattori.

• il tempo teorico di sorpasso è valido all'equatore e per l'ora locale sotto la traccia del satellite quando attraversa l'equatore (che viene chiamato nodo ascendente o nodo discendente a seconda del satellite che acquisisce immagini ascendenti o discendenti)
• ci vogliono circa 15 minuti per andare da Bruxelles all'equatore per esempio
• dipende anche dall'angolo di visione dal satellite. Se il satellite guarda ad ovest per vedere il tuo punto di interesse, il suo cavalcavia è precedente e se guarda ad est, il tempo di cavalcavia è successivo
• e le agenzie spaziali non mantengono esattamente il tempo di sorpasso, ma consentono una certa deriva all'interno di una finestra. Quando il satellite attraversa un lato della finestra, fanno una manovra per rimetterlo dall'altro lato e lasciarlo andare di nuovo alla deriva

Quindi l'unico modo per prevedere con precisione il tempo di sorpasso è usare un simulatore orbitale, usando come input i due bollettini sugli elementi di linea disponibili ad esempio a Norad. https://celestrak.com/NORAD/elements/

Molto più semplice, ma meno preciso, se il tuo satellite è su un'orbita graduale, con un ciclo di ripetizione di N giorni, potresti anche usare il tempo di acquisizione dell'acquisizione precedente, N giorni prima. Ma non sono sicuro che PROBA-V sia su un'orbita graduale.

Sulla base della prima risposta e di questo post , ho cercato di mettere alcuni numeri sui diversi parametri che influenzano il tempo solare locale del cavalcavia di un satellite sincrono:

deriva del satellite

Le orbite sincrone del sole devono essere regolate di volta in volta. Ad esempio, ogni due anni nel caso di MODIS. Nel caso di PROBA-V, la deriva non viene corretta. Come si può vedere nel manuale utente del prodotto PROBA-V v1.3 , la deriva non corretta determina una variazione del tempo di sorpasso di circa mezz'ora nell'arco di 3,5 anni. Immagino che questa deriva venga mantenuta entro circa 10 minuti quando vengono applicate le correzioni.

Tempo solare medio rispetto al tempo solare locale

L'ora solare locale (LST) di mezzogiorno è definita come quando il sole è più alto nel cielo. L'ora locale (LT) di solito varia da LST a causa dell'eccentricità dell'orbita terrestre. L'ora solare locale è nell'intervallo di +/- 15 minuti rispetto all'ora solare media. Illustrazione da Wikipedia in basso.

Punto di vista

la sincronicità solare si ottiene a nadir. A causa dell'ampia fascia di PROBA-V, la posizione osservata ha un'ora locale diversa. Ecco alcuni esempi derivati ​​dal calcolatore di posizione solare NOAA con un'andana PROBA-V di ~ 2200 km. Ho (approssimativamente) guardato l'impronta a quelle latitudini.

Equatore : +/- 20 minuti

65 ° nord : +/- 40 minuti

Con Sentinel-2 e la sua andana relativamente più piccola (290 km), la differenza sarebbe compresa in +/- 4 minuti all'equatore.