BÀI TIỂU LUẬN đề tài cơ học QUỸ đạo và PHÓNG vệ TINH

Như đáng kể như sự gia tăng trongcác vụ phóng vào thập kỷ thứ hai của thế kỷ XXI là sự phát triển của các phương tiện phóng:chúng không chỉ được sử dụng để đặt một vệ tinh vào quỹ đạo mộ

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA VIỄN THÔNG

BÀI TIỂU LUẬN

ĐỀ TÀI:

CƠ HỌC QUỸ ĐẠO VÀ PHÓNG VỆ TINH

MÔN: CÁC MẠNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN

Giảng viên: Thầy Nguyễn Viết Minh

Nhóm môn học 3: Nhóm 2 (2 thành viên) Đoàn Khánh Linh - B17DCVT211 Nguyễn Vũ Đạt - B17DCVT056

Năm học 2020 -2021

Giới thiệu

Để đáp ứng các nhu cầu về thông tin với chất lượng và dịch vụ ngày càng nâng cao, mọi lúcmọi nơi, bên cạnh các thông tin di dộng, đã có rất nhiều hệ thống thông tin vô tuyến khác đượcphát triển Nên các mạng thông tin vệ tinh là phần không thể thiếu để truyền tải thông tin

Dưới đây nhóm sinh viên em xin trình bày về đề tài cơ học quỹ đạo và phóng vệ tinh Tài

liệu sử dụng: Satellite Communications của tác giả Timothy Pratt và Jeremy Allnut.

Bảng phân chia phần làm

Đoàn Khánh Linh Tổng hợp và chỉnh sửa Word 2.10 Orbit Determination – 2.11

Space Launch Vehicles and RocketNguyễn Vũ Đạt Tổng hợp và chỉnh sửa PowerPoint Geostationary Orbit – 2.15 Summary2.12 Placing Satellites into

Đề tài: Cơ học quỹ đạo và phóng vệ tinh

Mục Lục

a Giới thiệu 1

b Mục Lục 2

c Thuật ngữ viết tắt 3

d Danh mục bảng và hình 4

II Nội Dung a 2.10 XÁC ĐỊNH QUỸ ĐẠO 5

b 2.11 PHƯƠNG TIỆN PHÓNG VÀ TÊN LỬA ĐẨY 5

i 2.11.1 Phương tiện khởi động có thể sử dụng (ELVs) 9

c 2.12 ĐƯA VỆ TINH VÀO QUỸ ĐẠO ĐỊA TĨNH 16

i 2.12.1 Quỹ đạo chuyển giao địa tĩnh và AKM 16

ii 2.12.2 Quỹ đạo chuyển giao địa tĩnh cùng với Nâng quỹ đạo chậm 16

iii 2.12.3 Chèn trực tiếp vào GEO 17

d 2.13 HIỆU ỨNG QUỸ ĐẠO TRONG HỆ THỐNG HIỆU SUẤT TRUYỀN THÔNG 18

i 2.13.1 Doppler Shift 18

ii 2.13.2 Phạm vi tầm bay 18

iii 2.13.3 Hiện tượng Nhật Thực của vệ tinh 18

iv 2.13.4 Quá cảnh Mặt Trời 20

e 2.14 TÀU VŨ TRỤ 20

i 2.14.1 Tàu vũ trụ Dragon Crew 20

ii 2.14.2 Boeing CST-100 Starliner 20

iii 2.14.3 Viên không gian Orion 21

iv 2.14.4 Big Fancol Roket (BFR) 21

v 2.14.5 X-37B 21

vi 2.14.6 Siera Nevada Dream Chaser 21

f 2.15 TÓM LẠI 22

III.

Thuật ngữ viết tắt

CCDev Development of the Commercial Crew Program Chương trình Phi hành đoàn Thương mại

GEO Geosynchronous Earth Orbit Quỹ đạo Trái Đất đĩa đồng bộ

TDMA Time division multiple access Đa truy nhập phân chia theo thời gianTTC &

M

Telemetry Tracking Command and

Đề tài: Cơ học quỹ đạo và phóng vệ tinh

Danh mục bảng

Bảng 2.3 9

Bảng 2.4 11

Bảng 2.5 11

Bảng 2.6 12

Bảng 2.7 12

Bảng 2.8 13

Bảng 2.9 13

Bảng 2.10 14

Danh mục hình Hình 2.15 8

Hình 2.16 14

Hình 2.17 15

Hình 2.18 16

Hình 2.19 17

Hình 2.20 19

Hình 2.21 20

Hình 2.22 21

Nội Dung

2.10 XÁC ĐỊNH QUỸ ĐẠO

Xác định quỹ đạo yêu cầu phải thực hiện đủ các phép đo để xác định duy nhất sáu phần tửquỹ đạo cần thiết để tính toán quỹ đạo tương lai của vệ tinh, và do đó tính toán những thay đổicần thiết cần thực hiện đối với quỹ đạo để giữ cho nó ở trong vị trí quỹ đạo danh nghĩa Ba phép

đo vị trí góc là cần thiết vì có sáu ẩn số và mỗi phép đo sẽ cung cấp hai phương trình Về mặtkhái niệm, chúng có thể được coi là một phương trình cung cấp phương vị và phương trình kia độcao như một hàm của sáu phần tử quỹ đạo (chưa biết)

Các trạm mặt đất điều khiển cũng được sử dụng để đo vị trí góc của các vệ tinh thực hiện cácphép đo phạm vi bằng cách sử dụng các dấu thời gian duy nhất trong luồng đo từ xa hoặc hãngthông tin liên lạc Các trạm mặt đất này thường được gọi là TTC & M (Telemetry TrackingCommand and Monitoring) (Chỉ huy và Giám sát theo dõi từ xa) các trạm của mạng vệ tinh Cácmạng vệ tinh lớn duy trì các trạm TTC & M của riêng họ trên khắp thế giới

Các hệ thống vệ tinh nhỏ hơn thường ký hợp đồng cho các chức năng TTC & M như vậy từnhà sản xuất tàu vũ trụ hoặc từ các nhà khai thác hệ thống vệ tinh lớn hơn, vì nó thường là khôngkinh tế để xây dựng các trạm TTC & M tiên tiến với ít hơn ba vệ tinh để điều khiển Chương 3thảo luận về hệ thống TTC & M

2.11 PHƯƠNG TIỆN PHÓNG VÀ TÊN LỬA ĐẨY

Thập kỷ thứ hai của thế kỷ XXI chứng kiến một sự gia tăng bất thường trong cả hai pháttriển tàu vũ trụ, chủ yếu là SmallSats (xem Chương 8), và các phương tiện phóng Có tổng cộng

345 vệ tinh đã được phóng vào năm 2017, trong đó có 212 vệ tinh được mua sắm thương mạiCubeSats để quan sát trái đất và khí tượng học Hơn một phần ba quảng cáo ra mắt bởi các công

ty Hoa Kỳ: Các thực thể Hoa Kỳ và các đối tác Hoa Kỳ cũng sở hữu 803 1738 vệ tinh hoạt độngquay quanh trái đất vào cuối năm 2017 (Irene Klotz 2018c) Như đáng kể như sự gia tăng trongcác vụ phóng vào thập kỷ thứ hai của thế kỷ XXI là sự phát triển của các phương tiện phóng:chúng không chỉ được sử dụng để đặt một vệ tinh vào quỹ đạo một cách đáng tin cậy nhất có thể,nhưng mục đích là các yếu tố chính của vụ phóng phương tiện được thu hồi và sử dụng trở lại.Lưu ý rằng việc làm cho các phần của trình khởi chạy có thể sử dụng lại được giảm tải trọng cósẵn vì một khối lượng bổ sung đáng kể cần được thêm vào tên lửa để đưa ít nhất (các) giai đoạntăng cường trở lại khu vực phục hồi được chỉ định Tuy nhiên, khối lượng trọng tải giảm nhiềuhơn được bù đắp bởi chi phí giảm của tân trang bộ tăng áp thay vì phải chế tạo một cái mới Một

số các phương pháp tiếp cận đã được đề xuất để tái sử dụng các phương tiện phóng Người đầutiên đó là thành công là Pegasus

Pegasus là phương tiện phóng đầu tiên do tư nhân phát triển (Northropgrumman.com 2018)

Nó sử dụng Lockheed 1011 TriStar để mang nó dưới một cánh lên đến độ cao khoảng 40 000 ft.,nơi nó được phóng đi, và động cơ tên lửa giai đoạn đầu đã bốc cháy Pegasus không chỉ làphương tiện phóng đầu tiên do tư nhân phát triển; nó là phương tiện có cánh đầu tiên vượt quá 8lần tốc độ âm thanh và tên lửa được phóng từ trên không đầu tiên đặt một vệ tinh vào quỹ đạo Ra

Đề tài: Cơ học quỹ đạo và phóng vệ tinh

mắt lần đầu vào ngày 5 tháng 4 năm 1990, Pegasus vẫn được coi là đang hoạt động, mặc dù lầnphóng cuối cùng là vào ngày 15 tháng 12 năm 2016 Một nhiệm vụ điển hình đã đặt 443 kg vàoquỹ đạo; hơn 43 nhiệm vụ, Pegasus quay quanh 93 vệ tinh vào LEO với chi phí xấp xỉ mỗi lần ramắt là 40 triệu đô la (Northropgrumman.com 2018) So sánh giá này với giá hiện được quảng cáo(Time.com 2018) cho SpaceX Falcon 9, là $ 62 triệu để đặt trước đến 22 800 kg vào LEO và

8300 kg vào quỹ đạo chuyển không đồng bộ địa (GTO) Ở đó là hai đề xuất mới về tên lửa phóng

từ trên không sẽ đặt vệ tinh vào LEO: một là một con khổng lồ sáu động cơ được gọi làStratolaunch (Satellitetoday.com 2018a) đã bay tới lần đầu tiên vào ngày 13 tháng 4 năm 2019,trở thành máy bay lớn nhất trên thế giới Cái khác được sử dụng bởi Virgin Galactic(Satellitetoday.com 2018a) sử dụng một chiếc Boeing 747 đã được nghỉ hưu khỏi đội bay củaVirgin Airways Rõ ràng, một chiếc 747 có thể sử dụng nhiều sân bay trên khắp thế giới theocách tương tự như Pegasus, được phóng từ máy bay Hoa Kỳ, Châu Âu và Quần đảo Marshall(Northropgrumman.com 2018)

Mặt khác, Stratolaunch có thể sẽ chỉ được giới hạn ở một số sân bay có kích thước cần thiết

và các phương tiện hỗ trợ Tuy nhiên, có khả năng cả hai đều được phóng lên không trung cáckhái niệm sẽ được sử dụng dưới một số hình thức, với Stratolaunch chủ yếu được sử dụng đểmang nhiều bệ phóng trong khi Virgin Galactic mang một bệ phóng duy nhất trong các nhiệm vụ

bổ sung cho một chòm sao LEO Việc đưa một vệ tinh vào quỹ đạo đã trở thành thói quen đếnmức nó thật khó nhớ thời điểm mà mỗi lần ra mắt đều tạo tin tức rầm rộ, liệu có thành công haykhông hay không Tuy nhiên, để một vụ phóng vệ tinh thành công, cần có nhiều khía cạnh kếthợp với nhau đồng thời

Một vệ tinh không thể được đặt vào một quỹ đạo ổn định trừ khi hai tham số đồng thời đúng:vectơ vận tốc và độ cao quỹ đạo Có rất ít điểm để đạt được chiều cao chính xác và không cóthành phần vận tốc thích hợp trong đúng hướng để đạt được quỹ đạo mong muốn Ví dụ, một vệtinh địa tĩnh phải ở trong quỹ đạo ở độ cao 35 786,03 km so với bề mặt trái đất (bán kính 42164,17 km từ tâm trái đất) với độ nghiêng 0 độ, độ nghiêng bằng 0, và vận tốc 3074,7 m / s tiếptuyến với trái đất trong mặt phẳng quỹ đạo, là mặt phẳng xích đạo của trái đất Quỹ đạo càng xatrái đất thì quỹ đạo càng lớn năng lượng cần thiết từ phương tiện phóng để đạt được quỹ đạo đó.Trong bất kỳ lần phóng vệ tinh trái đất nào, phần lớn nhất của năng lượng chi tiêu của các tên lửađược sử dụng để tăng tốc chiếc xe từ phần còn lại cho đến khi nó là khoảng hai mươi dặm (32km) trên trái đất Để tận dụng tối đa sử dụng nhiên liệu hiệu quả, thông thường khối lượng dưthừa ra khỏi bệ phóng khi nó di chuyển là điều thường thấy lên qua bầu khí quyển: đây được gọi

là giai đoạn Như đã lưu ý trước đó trong chương này, phóng tên lửa trên không mang lại hai lợithế so với phóng thẳng đứng từ bệ trên bề mặt trái đất: một phần đáng kể của khí quyển nằm bêndưới tên lửa, và máy bay đã truyền một vectơ vận tốc ngang để tăng cường cho các tên lửa giaiđoạn

Hầu hết các phương tiện khởi động đều có nhiều giai đoạn và khi mỗi giai đoạn hoànthànhphần đó của trình khởi chạy được sử dụng cho đến khi giai đoạn cuối cùng đặt vệ tinh vàoquỹ đạo mong muốn Do đó, thuật ngữ: Phương tiện khởi động có thể chi tiêu (ELV), và hơn thếnữa gần đây (2017) Phương tiện khởi chạy có thể chi tiêu được phát triển (EELV) Con ngựa làmviệc ELV của Liên Xô cũ là Proton Nó đã phóng nhiều vệ tinh hơn bất kỳ vệ tinh nào khác tênlửa (Wikipedia 2018b) nhưng nó được lên kế hoạch loại bỏ dần vào khoảng năm 2020 bởiAngara tên lửa (Wikipedia 2018c) Một phần lý do đằng sau sự thay đổi là do Proton được đưa ra

từ Baikonur, ở Kazakhstan, và Nga không muốn chỉ các thành phần được sản xuất của tên lửa mà

còn cả địa điểm phóng ở Nga Hình 2.15 đưa ra sơ đồ phóng Proton từ tổ hợp Baikonur của Ngatại Kazakhstan, gần Tyuratam Trong ví dụ về một lần phóng Proton được hiển thị trong Hình2.15, tên lửa chèn trực tiếp trọng tải vào GEO Như chúng ta sẽ thấy ở phần sau của chương này,hầu hết các tên lửa không phóng trực tiếp vệ tinh GEO vào GEO mà rời khỏi tàu vũ trụ trong quỹđạo chuyển giao địa tĩnh ban đầu (GTO) Sau đó, vệ tinh hoàn thành việc điều chỉnh độ nghiêng

và tuần hoàn bằng cách sử dụng động cơ đá apogee (AKM) hoặc tên lửa hướng dẫn nội bộ để đếnkinh độ chính xác trong GEO Tầm quan trọng tương đương với độ cao quỹ đạo mà vệ tinhhướng tới là độ nghiêng của quỹ đạo tàu vũ trụ cần được phóng vào Trái đất quay về hướngđông Tại xích đạo, vận tốc quay của một vị trí mực nước biển trong mặt phẳng của xích đạo là(2π × bán kính trái đất) / (một ngày cận nhật) = 0,4651 km / s Điều này gia tốc vận tốc xấp xỉ

1000 dặm / giờ (∼1610 km / h) Ra mắt vào mùa đông từ do đó đường xích đạo có gia tốc vận tốc

là 0,465 km / s do chuyển động quay của trái đất Một vệ tinh trong quỹ đạo tròn, xích đạo ở độcao 900 km yêu cầu một vận tốc quỹ đạo khoảng 7,4 km / s theo phương tiếp tuyến với bề mặttrái đất

Một tên lửa được phóng từ đường xích đạo cần truyền thêm một vận tốc (7,4–0,47) km / s =6,93 km / s: nói cách khác, vụ phóng từ xích đạo đã làm giảm năng lượng cần thiết khoảng 6%.Điều này Phần thưởng phóng từ xích đạo dẫn đến việc Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) chọnKourou, một bãi phóng 5,2 ° về phía bắc của đường xích đạo ở Guiana thuộc Pháp Nó cũng dẫnđến khái niệm về một phóng trên biển của Hughes và Boeing (Roundtree 1999) Nền tảng nổi đãđược kéo cho đến khi nó ở xích đạo để tối đa hóa vòng quay của trái đất Sau một số thành công,Sea Launch đã được mua bởi Nga và có kế hoạch để có Zenit tên lửa được phóng từ nền tảng vàocuối năm 2019 Nếu một vụ phóng tên lửa không được đặt một vệ tinh vào quỹ đạo xích đạo, khảnăng tải trọng của bất kỳ tên lửa nhất định nào sẽ giảm khi độ nghiêng quỹ đạo yêu cầu tăng lên.Một quỹ đạo cùng hướng với chuyển động quay của trái đất được gọi là quỹ đạo lập trình, trongkhi quỹ đạo quay theo nghĩa ngược lại được gọi là một quỹ đạo ngược

Một vệ tinh được phóng lên quỹ đạo lập trình từ vĩ độ Φ độ sẽ đi vào quỹ đạo có độ nghiêng

Φ độ so với đường xích đạo Nếu vệ tinh được dự định đối với quỹ đạo địa tĩnh, vệ tinh phảiđược tăng vận tốc đáng kể để định hướng lại quỹ đạo vào mặt phẳng xích đạo của trái đất Ví dụ,một vệ tinh được phóng lên từ Mũi Canaveral ở vĩ độ 28,5 °N yêu cầu gia tốc vận tốc 366 m/sđến đạt được quỹ đạo xích đạo từ mặt phẳng quỹ đạo không đồng bộ địa chất là 28,5° Tên lửaAriane là phóng từ Trung tâm Vũ trụ Guiana ở Guiana thuộc Pháp, nằm ở vĩ độ khoảng 5°N ởNam Mỹ, và Sea Launch có thể phóng từ đường xích đạo Vĩ độ thấp hơn các vị trí phóng nàygiúp tiết kiệm nhiên liệu theo yêu cầu của AKM Của có lẽ có ý nghĩa hơn so với sự gia tăng vậntốc bổ sung được cung cấp bởi vòng quay của trái đất, một vụ phóng gần xích đạo của một vệtinh được thiết kế cho quỹ đạo địa tĩnh là năng lượng cần thiết thấp hơn nhiều để thay đổi mặtphẳng của quỹ đạo từ độ nghiêng 5,2 ° (trường hợp của Kourou) đến độ nghiêng bằng không Đốivới một tàu vũ trụ nhất định, một sự thay đổi trong máy bay sử dụng lượng nhiên liệu nhiều hơnxấp xỉ 10 lần so với sự thay đổi vận tốc trong cùng một mặt phẳng đối với đã cho thay đổi góc

Đề tài: Cơ học quỹ đạo và phóng vệ tinh

Hình 2.15 Trình tự phóng tên lửa Proton Sau (Walsh và Groves 1997)

Hệ thống Vận chuyển Vũ trụ, hoặc Tàu con thoi như nó đã được biết đến, có thể phóng xấp

xỉ 65 000 lb (29 478 kg) thành độ nghiêng quỹ đạo 28,5 ° tiêu chuẩn tại một quỹ đạo độ caokhoảng 200 km tính từ Trung tâm bay vũ trụ Kennedy ở Cape Canaveral Nếu bãi phóng Căn cứKhông quân Vandenberg ở California vẫn có khả năng phóng Tàu con thoi, khả năng tải trọngcho một vụ phóng từ vùng cực (nghiêng 90 °) sẽ đã được giảm xuống ∼32 000 lb (14 512 kg).Tàu con thoi là chiếc thứ tư có người lái chương trình bay vũ trụ của NASA đã đạt được quỹ đạo(các chương trình khác là Sao Thủy, Song Tử, và Apollo) Nó cũng là phương tiện có người láiđầu tiên có cánh đạt được quỹ đạo Sau vụ tai nạn Challenger vào tháng 1 năm 1996, tàu con thoihiếm khi được sử dụng để khởi động dân sự trọng tải, nhiệm vụ của nó được giới hạn trong cáctải trọng quân sự (ví dụ: vệ tinh TDRSS), doanh liên doanh với các cơ quan khác (ví dụ: cơ sởESA Spacelab), các sứ mệnh khoa học lớn (ví dụ: Kính viễn vọng tia X Chandra) và các chuyếnbay trên ISS Vào tháng 2 năm 2003, Tàu con thoi Columbia vỡ ra khi nó quay trở lại trái đất docánh bị hư hại bởi các mảnh băng rơi ra thùng nhiên liệu bên ngoài khi khởi động Do đó, bangiám sát an toàn của NASA đã thiết lập các quy tắc đối với các vụ phóng có người lái chưa từngđược Tàu con thoi đáp ứng và không có khả năng xảy ra được đáp ứng bởi SpaceX hoặc Boeing.Yêu cầu của Phi hành đoàn Thương mại của NASA là sẽ có 1 trong 500 cơ hội tử vong của phihành đoàn khi phóng và tổng thể là 1 trong 270 cơ hội tử vong trong chuyến bay 210 ngày Đánhgiá rủi ro cho các lần phóng có người lái cho thấy rằng mối nguy hiểm lớn nhất là thiệt hại vi môkhi được gắn vào ISS hoặc do thất bại trong việc triển khai dù khi hạ cánh (Irene Klotz 2018b)

Khoảng trống cuối cùng Chuyến bay con thoi, STS-135, bắt đầu vào ngày 21 tháng 7 năm 2011.Phần lớn vệ tinh của Hoa Kỳ Do đó, các vụ phóng đã được tiến hành bởi những gì được gọi làELV.

2.11.1 Phương tiện khởi động có thể sử dụng (ELVs)

Năm 1998 là một năm quan trọng đối với các ELVs: đó là năm mà số lượng quảng cáothương mại số lần ra mắt ở Hoa Kỳ đã vượt qua số lần ra mắt của chính phủ đối với lần đầu tiên(Dekok 1999) Khoảng cách giữa các đợt ra mắt thương mại và chính phủ sẽ tiếp tục phát triển,đặc biệt là với sự gia tăng nhanh chóng các đợt ra mắt SmallSat Tổng cộng 81 quốc gia có thểtuyên bố sở hữu một vệ tinh đã được phóng thành công vào LEO (Teal Nhóm 2018), mặc dùphần lớn các vụ phóng được thực hiện bởi các quốc gia khác (ví dụ: Hoa Kỳ, Nga và ESA) Chỉ

có 11 quốc gia đã chế tạo được vệ tinh và tên lửa của riêng mình và hoàn thành vụ phóng thànhcông, đây là lần gần đây nhất vào thời điểm viết bài (Tháng 7 năm 2018) là New Zealand(Wikipedia 2018c) Hầu hết các vệ tinh này đều có kể từ khi tái nhập vào bầu khí quyển của tráiđất, mặc dù - nghịch lý thay - thành công đầu tiên Vệ tinh của Mỹ, Explorer 1, được phóng vàotháng 2 năm 1958, vẫn còn trên quỹ đạo Nhóm Teal ước tính vào tháng 3 năm 2018 rằng 12 230

vệ tinh đã được phóng (Nhóm Teal 2018), và ước tính gần đây nhất (ngày 15 tháng 11 năm 2017)của Văn phòng Liên hợp quốc về Các vấn đề về không gian (UNOOSA) là 4635 vệ tinh hiệnđang ở trong quỹ đạo trái đất (Pixialytics.com 2018) Điều thú vị là xu hướng ngày càng tăng củaviệc sử dụng động cơ điện và trọng tải kỹ thuật số cho SmallSats đã giảm khối lượng trung bìnhcủa các tàu vũ trụ này xuống ít hơn trên 50 kg (Satellitetoday.com 2018b) Do đó, có một thịtrường lành mạnh cho các ELV và một số công ty, tập đoàn và các tổ chức quốc gia từ khắp nơitrên thế giới đang tìm cách tham gia vào lĩnh vực đang mở rộng này, đặc biệt là ở Hoa Kỳ (Klotz2019)

Bảng 2.3: Các bệ phóng nhỏ :

cao Tải trọng cho LEO

Chi phí mỗilần sản xuất( US$ )

Lần sản xuất đầu tiên

Đề tài: Cơ học quỹ đạo và phóng vệ tinh

a Minotaur C là phiên bản phóng thẳng đứng của phương tiện phóng Pegasus có cánh.

b SS-520-S là tên lửa chuyển đổi âm thanh được phóng dọc theo đường ray Chuyến bay đầu tiên đạt được quỹ đạo trong thời gian dưới 4,5 phút.

Điều này có dẫn đến cả việc tìm kiếm các vị trí phóng mới và một nhóm tên lửa mới có kíchthước tối ưu cho khối lượng vệ tinh và quỹ đạo mong muốn Hiện có 22 địa điểm phóng tên lửađang hoạt động ở Hoa Kỳ (FAA.gov 2018a) và điều này có thể sẽ tăng lên khi số lượng tên lửanhỏ hơn được đưa vào hoạt động để khởi chạy SmallSat Ngoài ra, sẽ có một số sân bay sẽ được

sử dụng cho tên lửa phóng từ trên không Sự gia tăng số lượng các vụ phóng tên lửa đang làmphức tạp thêm vấn đề kiểm soát không lưu ở Hoa Kỳ vì điều cần thiết là phải giám sát trong thờigian thực vị trí của máy bay có khả năng bay gần với tên lửa đã lên lịch phóng Năm 2018, có 42

000 máy bay do Cơ quan Hàng không Liên bang (FAA) điều khiển các chuyến bay mỗi ngày(FAA.gov 2018b) và điều này không bao gồm các máy bay nhỏ hơn bay từ các sân bay khôngđược kiểm soát, được gọi một cách chính xác hơn là các sân bay không có tháp (AOPA.org2018) Sân bay không có tháp không có tháp điều khiển vận hành và yêu cầu phi công tuân thủnghiêm ngặt các quy trình hoạt động do FAA quy định Khoảng 500 sân bay ở Hoa Kỳ có thápđiều khiển, trong khi có gần 20.000 sân bay (AOPA.org 2018) Các hệ thống phóng không gianđang được đề xuất lên quỹ đạo tàu vũ trụ ban đầu được chia thành ba loại trọng tải lớn: lực nângnhỏ (<2000 kg), nâng trung bình (> 2000 và <22 000 kg) và nâng hạng nặng (> 22 000 kg) Nhưcông suất khởi động tên lửa mới đã phát triển, loại thứ ba được chia thành hai loại nặng thangnâng (> 22 000 và <40 000 kg) và thang siêu nặng (> 40 000 kg)

Các bảng dưới đây liệt kê tên lửa chính đang được sử dụng hoặc được đề xuất sử dụng đểphóng vệ tinh Để mang lại một đường cơ sở chung cho dữ liệu, khối lượng phóng tới LEO được

sử dụng như một tham số so sánh Tham khảo (Wikipedia 2018d) cung cấp một danh sách mởrộng về tất cả các phương tiện quỹ đạo thông qua giữa năm 2018 Bảng 2.3 đến Bảng 2.6 cungcấp thông tin chi tiết về các loại tên lửa khác nhau được sử dụng để phóng vệ tinh Bảng 2.7 cungcấp thông tin về các phương tiện được phóng bằng máy bay, Bảng 2.8 liệt kê khách du lịch dướiquỹ đạo tên lửa và Bảng 2.9 cung cấp so sánh giá của các phương tiện phóng khác nhau cho Vệtinh LEO Không có trong Bảng 2.3 là các đề xuất để có các nền tảng độ cao (HAP) được triểnkhai để liên lạc khẩn cấp về các khu vực bị thiệt hại do động đất hoặc lũ lụt nghiêm trọng Đây cóthể là những quả bóng bay có dây buộc hoặc những quả bóng bay bán nguyệt thủ công bơm hơithực hiện quỹ đạo HALO (Bảng 2.4–2.8)

Bảng 2.4: Các bệ phóng tầm trung:

sản xuất( US$ )

Lần sản xuất đầu tiên

a Có bốn biến thể trước Ariane 5, bắt đầu với Ariane 1, ra mắt lần đầu vào ngày 24 tháng 12 năm 1974.

b Tên lửa Soyuz là phương tiện phóng được sử dụng để đưa các phi hành gia (Mỹ, Nga và các quốc gia khác) lên ISS Giá cho mỗi phi hành gia khác nhau nhưng là 75 triệu đô la Mỹ vào giữa năm 2018 Khả năng tải trọng sẽ tăng lên đối với Soyuz phóng từ Kourou.

c Giá và khả năng tải trọng được đưa ra là dành cho Zenit 2 được khởi chạy từ Baikonur.

Bảng 2.5: Các bệ phóng hạng nặng:

Chi phí mỗi lầnsản xuất( US$ )

Lần sản xuất đầu tiên

ra vào ngày 21 tháng 12 năm 2015.

Trong Bảng 2.9, giá mỗi kg được tính bằng cách sử dụng khối lượng công bố của một vệtinh được phóng bởi tên lửa được đề cập và chi phí được công bố của cùng một vụ phóng Cáccon số dành cho một LEO có quỹ đạo tròn ở độ cao khoảng 500 km Không có độ nghiêng sựthay đổi đã được tính vào các con số Một tên lửa có khả năng phóng một vệ tinh vào GTO có thểphóng một vệ tinh vào LEO có khối lượng nặng hơn khoảng 2,75 Vì vậy, các con số chi phí đưa

ra trong Bảng 2.9 cho một vệ tinh LEO đã được tăng lên theo hệ số 2,75 và những con số nàyđược đưa ra trong cột khởi chạy GTO của Bảng 2.9

Điều thú vị là lưu ý các giá trị trong cột GTO của Bảng 2.9 và so sánh chúng với đường xuhướng được thể hiện trong Hình 2.16 là khoảng US $ 12 000 mỗi pound (US $ 26 450 trên kg)sang GTO Dữ liệu trong Hình 2.16 là 1996 đô la Sử dụng người tiêu dùng Hoa Kỳ chỉ số giá,

100 đô la Mỹ năm 1996 tương đương với 16 060 đô la Mỹ năm 2018 (Tỷ giá hối đoái 2018), do

đó giá 26 450 đô la Mỹ cho mỗi kg năm 1996 sẽ tương đương với 42 480 đô la Mỹ cho mỗi kg