Die Vorteile einer sehr niedrigen Erdumlaufbahn für Erdbeobachtungsmissionen

Sehr niedrige Erdumlaufbahnen (VLEO), die typischerweise als Umlaufbahnen unter etwa 450 km Höhe klassifiziert werden, können Raumfahrzeugen gegenüber solchen, die in höhergelegenen Umlaufbahnen betrieben werden, erhebliche Vorteile bieten. Dieses Papier bietet eine umfassende Überprüfung und Analyse dieser Vorteile für den Betrieb von Raumfahrzeugen in VLEO, mit parametrischer Untersuchung derjenigen, die speziell für Erdbeobachtungsmissionen gelten., Der wichtigste Vorteil für optische Bildgebungssysteme besteht darin, dass eine Verringerung der Orbitalhöhe die räumliche Auflösung für eine ähnliche Nutzlastspezifikation verbessert. Alternativ können Massen-und Volumeneinsparungen unter Beibehaltung einer bestimmten Leistung erzielt werden. Ebenso kann bei Radar-und Lidar-Systemen das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert werden. Weitere Vorteile sind eine verbesserte Genauigkeit der räumlichen Position, Verbesserungen der Kommunikationsverbindungsbudgets und eine größere Einfügefähigkeit der Trägerrakete., Es kann gezeigt werden, dass das Kollisionsrisiko mit Orbitalschutt und Strahlungsumgebung in Umlaufbahnen in geringerer Höhe verbessert wird, während die Einhaltung der IADC-Richtlinien für die Lebensdauer von Raumfahrzeugen nach der Mission und Deorbit ebenfalls unterstützt wird. Schließlich bietet VLEO die Möglichkeit, neuartige elektrische Antriebssysteme zum Atmen der Atmosphäre sowie aerodynamische Einstellungs-und Umlaufbahnsteuerungsmethoden zu nutzen.,

Wichtige Herausforderungen, die mit unserem Verständnis der unteren Thermosphäre, dem Luftwiderstand, der Anforderung, eine sinnvolle Orbitallebensdauer bei gleichzeitiger Minimierung der Masse und Komplexität von Raumfahrzeugen bereitzustellen, und der Erosion von atomarem Sauerstoff verbunden sind, erfordern jedoch noch weitere Forschung. Angesichts des Umfangs erheblicher kommerzieller, gesellschaftlicher und ökologischer Auswirkungen, die mit leistungsfähigeren Erdbeobachtungsplattformen erzielt werden können, sind erneute Forschungsbemühungen erforderlich, um die mit VLEO-Operationen verbundenen Herausforderungen anzugehen.