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Quão precisos são os tempos de passagem dos satélites sincronizados com o sol?

Quão precisos são os tempos de passagem dos satélites sincronizados com o sol?


satélites sincronizados com o sol, como o nome diz, adquirem cenas no mesmo horário solar do dia quando passam sobre o mesmo local. De acordo com este site, a sincronicidade do sol é alcançada aproveitando a regressão nodal e lançando um satélite em uma órbita onde a regressão nodal quase exatamente cancela a mudança diária na posição do sol sobre qualquer ponto da terra, causada pela órbita da terra ao redor do sol. Isso acaba sendo, dependendo da altitude do satélite, cerca de 95 a 100 graus de inclinação.

A hora local do nó descendente (ou hora do viaduto) é geralmente mencionada nos documentos descritivos do satélite. Gostaria de saber o quão preciso é o tempo solar fornecido nesses documentos descritivos e como melhorar essa precisão com base em parâmetros potencialmente afetantes (altitude, latitude, longitude, dia do ano, idade do satélite). Meu entendimento é que a principal diferença vem do tempo solar local vs tempo solar médio (ver equação de tempo, até 18 minutos), mas estou procurando uma ordem de magnitude das outras possíveis fontes de dicrepâncias entre o tempo de passagem anunciado e o solar local real em qualquer lugar do mundo.

Tenho vários satélites em mente (Sentinel's, MODIS, Landsat…), mas estou particularmente interessado no PROBA-V. O PROBA-V voa a uma altitude de 820 km em uma órbita sincronizada com o sol com um viaduto local no lançamento de 10:45 h. Como o satélite não tem propelente a bordo, espera-se que os tempos de passagem sejam gradualmente diferentes do valor de lançamento. Exemplos de correção de deriva para satélites como o Sentinel-2 também são bem-vindos.


Não sou especialista em órbitas, mas tentarei responder. Dado um tempo teórico de ultrapassagem em uma órbita síncrona do sol, o exato não é tão fácil de determinar, pois depende de vários fatores.

  • o tempo teórico do viaduto é válido no equador, e para o tempo local sob a rota do satélite quando ele cruza o equador (que é chamado de nó ascendente ou nó descendente dependendo do satélite que adquire imagens ascendentes ou descendentes)
  • leva cerca de 15 minutos para ir de Bruxelas ao equador, por exemplo
  • depende também do ângulo de visão do satélite. Se o satélite olhar para o oeste para ver seu ponto de interesse, seu viaduto é anterior, e se olhar para o leste, o tempo do viaduto é posterior
  • e as agências espaciais não mantêm o tempo de viaduto exatamente, permitem alguma deriva dentro de uma janela. Quando o satélite cruza um lado da janela, eles fazem uma manobra para colocá-lo de volta no outro lado e deixá-lo deslizar novamente

Portanto, a única maneira de prever com precisão o tempo de viaduto é usar um simulador de órbita, usando como entrada os boletins de dois elementos de linha que estão disponíveis na Norad, por exemplo. https://celestrak.com/NORAD/elements/

Muito mais simples, mas menos preciso, se o seu satélite estiver em uma órbita em fases, com um ciclo de repetição de N dias, você também pode usar o tempo de aquisição da aquisição anterior, N dias antes. Mas não tenho certeza se o PROBA-V está em uma órbita em fases.


Com base na primeira resposta e nesta postagem, tentei colocar alguns números sobre os diferentes parâmetros que afetam a hora solar local de viaduto de um satélite sincronizado com o sol:

deriva do satélite

As órbitas sincronizadas com o sol precisam ser ajustadas de tempos em tempos. Por exemplo, a cada dois anos no caso do MODIS. No caso do PROBA-V, o desvio não é corrigido. Como pode ser visto no manual do usuário do produto PROBA-V v1.3, o desvio não corrigido resulta em uma mudança no tempo de viaduto de aproximadamente meia hora em 3,5 anos. Eu acho que essa variação é mantida em aproximadamente 10 minutos quando as correções são aplicadas.

Tempo solar médio versus tempo solar local

A hora solar local do meio-dia (LST) é definida como quando o sol está mais alto no céu. A hora local (LT) geralmente varia de LST por causa da excentricidade da órbita da Terra. O tempo solar local está na faixa de +/- 15 minutos em comparação com o tempo solar médio. Ilustração da Wikipedia abaixo.

Ângulo de visão

a sincronicidade do sol é alcançada no nadir. Devido à grande faixa de PROBA-V, os locais observados possuem um horário local diferente. Aqui estão alguns exemplos derivados com a calculadora de posição solar NOAA com a faixa PROBA-V de ~ 2200 km. Eu (aproximadamente) olhei para a pegada nessas latitudes.

Equador : +/- 20 minutos

65 ° norte : +/- 40 minutos

Com o Sentinel-2 e sua faixa relativamente menor (290 km), a diferença seria de +/- 4 minutos no equador.