Преимущества полярных низких околоземных орбит для миссий наблюдения Земли

Очень низкие околоземные орбиты (VLEO), как правило определяемые как орбиты ниже примерно 450 км по высоте, могут обеспечить существенные преимущества для космических аппаратов по сравнению с орбитами большей высоты. В этой статье представлен всесторонний обзор и анализ этих преимуществ для эксплуатации космических аппаратов в VLEO с параметрическим исследованием тех из них, которые применимы именно к миссиям наблюдения Земли. Наиболее важным преимуществом для оптических систем визуализации является то, что снижение высоты орбиты улучшает пространственное разрешение при той же спецификации полезной нагрузки; альтернативно можно добиться экономии массы и объема при сохранении заданной производительности. Аналогично для радарных и лидарных систем можно повысить отношение сигнал/шум. Дополнительные преимущества включают улучшение точности геопространственной привязки, улучшение баланса каналов связи и большую возможность вставки полезной нагрузки ракетой-носителем. Риск столкновения с орбитальным мусором и воздействие радиации можно считать сниженным на более низких орбитах, а также облегчается выполнение рекомендаций IADC по послемиссионному сроку службы и деорбите аппаратов. Наконец, VLEO предоставляет возможности для использования новых атмосферозаборных электрических двигательных систем и аэродинамических методов управления ориентацией и орбитой. Однако ключевые проблемы, связанные с пониманием нижней термосферы, аэродинамическим дрэгом, необходимостью обеспечить значимый орбитальный срок службы при минимизации массы и сложности КА, а также эрозией атомарным кислородом, требуют дальнейших исследований. С учётом потенциала значительного коммерческого, социального и экологического воздействия, которое может быть достигнуто с помощью более высокопроизводительных платформ наблюдения Земли, необходимы возобновлённые исследовательские усилия для решения проблем, связанных с эксплуатацией в VLEO.