# Спутники и орбиты

## Коротко

Спутник не висит в космосе неподвижно — он всё время падает на Землю, но летит
вбок так быстро, что каждый раз «промахивается». Так он и кружит вокруг планеты.
Большинство спутников, которые слушает СОНИКС, летают невысоко, поэтому для
каждой станции они то появляются из-за горизонта, то снова за ним исчезают.
Услышать спутник можно только во время такого появления — {term}`пролёта <Пролёт>`.

## Низкая орбита

Почти все кубсаты и МКС летают на {term}`низкой околоземной орбите <Низкая околоземная орбита>`,
обычно на высоте 400–600 км. Для сравнения: от Москвы до
Санкт-Петербурга примерно 650 км.

На такой высоте спутник летит со скоростью около 7,7 км/с — это примерно
28 000 км/ч — и облетает Землю приблизительно за полтора часа. Земля в это время
поворачивается под ним, поэтому каждый следующий виток проходит над другими
местами.

Что это значит для станции:

- один и тот же спутник пролетает над станцией несколько раз в сутки, но не
  каждый виток;
- каждый пролёт длится несколько минут — обычно не больше 10–15;
- пролёты бывают высокие (спутник проходит почти над головой) и низкие (у
  самого горизонта); высокие слышно лучше и дольше.

Бывают и другие орбиты. Например, геостационарные спутники висят над одной
точкой экватора на высоте около 36 000 км и видны всегда, но они далеко, и
услышать их сложнее.

## Пролёт: восход, кульминация, заход

Каждый пролёт состоит из трёх моментов:

1. **Восход** — спутник поднимается над горизонтом станции.
2. **Кульминация** — спутник выше всего над горизонтом.
3. **Заход** — спутник опускается за горизонт.

Низко над горизонтом сигнал обычно заслоняют дома, деревья и холмы. Поэтому у
каждой станции есть {term}`горизонт <Горизонт станции>` — высота, ниже которой
она спутник не слушает. На портале он по умолчанию равен 10°.

## Где искать спутник: азимут и угол места

Положение спутника на небе задают двумя числами:

{term}`Азимут`
: направление по компасу: 0° — север, 90° — восток, 180° — юг, 270° — запад.

{term}`Угол места`
: высота над горизонтом: 0° — у самого горизонта, 90° — прямо над головой.

Например, «азимут 135°, угол места 40°» — спутник на юго-востоке, почти на
полпути от горизонта к зениту. Эти числа нужны
{term}`поворотному устройству <Поворотное устройство>`, чтобы вести антенну за
спутником.

## TLE: адрес орбиты в двух строках

Чтобы вычислить, где будет спутник, нужно знать его орбиту. Её записывают в
стандартном виде — {term}`TLE` (Two-Line Element set, «набор элементов в двух
строках»). Вот, например, TLE МКС за сентябрь 2008 года:

```text
ISS (ZARYA)
1 25544U 98067A   08264.51782528 -.00002182  00000-0 -11606-4 0  2927
2 25544  51.6416 247.4627 0006703 130.5360 325.0288 15.72125391563537
```

Выглядит как набор случайных цифр, но в нём записаны наклон орбиты, её форма,
положение спутника на ней в определённый момент и другие параметры. Программа
по этим числам рассчитывает положение спутника на любое время.

TLE со временем **устаревают**: спутник тормозится о разреженный воздух, и
реальная орбита постепенно уходит от записанной. Поэтому портал обновляет TLE
каждые 4 часа из нескольких источников — Space-Track, CelesTrak, SatNOGS — и
выбирает самый надёжный свежий набор. Если TLE обновились, портал пересчитывает
время уже запланированных наблюдений.

## NORAD ID: номер спутника

Каждому запущенному объекту дают номер в мировом каталоге — {term}`NORAD ID`.
У МКС это 25544, в первой строке TLE он тоже есть. По номеру спутник удобно
искать на портале. В СОНИКС у каждого спутника есть ещё и собственный
идентификатор вида `ABCD-1234-5678-9012-3456`.

## Новые запуски и сход с орбиты

Сразу после запуска точных TLE нового спутника ещё нет, а сам он летит плотной
группой вместе с другими аппаратами той же ракеты. Для таких случаев на портале
есть отдельное планирование: станции слушают всю группу, чтобы как можно раньше
поймать новые спутники.

В конце жизни спутник на низкой орбите медленно снижается, тормозится
атмосферой и сгорает — происходит {term}`сход с орбиты <Сход с орбиты>`. На
портале есть раздел «Сходящие с орбиты» с прогнозом, когда это случится.

## Попробуйте сами

На портале есть [песочница орбит](https://sonik.space/orbit-sandbox/) — она
работает без регистрации. Вставьте туда TLE любого спутника: песочница разберёт
его на понятные параметры, покажет путь спутника над Землёй и рассчитает
пролёты над выбранной точкой. Меняйте высоту или наклон орбиты и смотрите, как
меняется трасса.

## Хочу подробнее

- [Песочница орбит](https://sonik.space/docs/network/orbit-sandbox.html) —
  форматы, параметры орбиты, формулы.
- [Орбитальные данные (TLE)](https://sonik.space/docs/network/tle.html) —
  источники TLE и как портал выбирает лучший набор.
- [Планирование наблюдений](https://sonik.space/docs/network/scheduling.html) —
  как рассчитываются пролёты и планируются новые запуски.
- В [подборке ссылок](links.md) есть раздел «Баллистика»: законы Кеплера,
  параметры и формы орбит.