¿Por qué la ISS no va en una órbita perpendicular a la rotación de la Tierra, en cuyo caso podría cubrir toda el área de la superficie de la Tierra?

En primer lugar, debemos recordar que la EEI es una asociación internacional de agencias espaciales con Rusia que participa de manera muy activa. La estación espacial se encuentra en una órbita inclinada de 51.6 ° porque esta es la órbita de menor inclinación en la que los rusos pueden lanzar directamente su nave espacial Soyuz y Progress. Ambos vehículos cumplen una función importante en las operaciones de la ISS. De hecho, un SOYUZ siempre está conectado con la ISS que sirve como vehículo de escape en caso de emergencia. Estoy seguro de que sabe que la nave espacial PROGRESS es un transportista de carga utilizado para llevar alimentos y suministros frescos a la EEI.

La Tierra, que gira de oeste a este, les da a los cohetes una ventaja “libre” si los lanzamientos se realizan hacia el este. El Centro Espacial Kennedy está a 28.50 ° de latitud norte (Cabo Cañaveral), por lo que el lanzamiento hacia el este desde allí colocaría el transbordador fácilmente en una órbita con una inclinación de 28.50 °. Esta inclinación es la misma que la latitud del Centro Espacial Kennedy. Por otro lado, el lanzamiento hacia el este desde el sitio de lanzamiento en Rusia, es decir, Baikonur, que se encuentra a 45.60 ° de latitud norte, coloca la nave espacial en una órbita con una inclinación de 45.6 °.

Puede saber que las etapas inferiores de los cohetes de refuerzo se desechan una vez que se realiza su trabajo. Hay cuatro cohetes de refuerzo y queman todo el combustible en aproximadamente 118 segundos después del lanzamiento y luego se desprenden y vuelven a la Tierra. El problema es que si el cohete se lanza en una inclinación orbital de 45.60 ° desde Baikanur, los cohetes de refuerzo gastados que pesan alrededor de 5 toneladas cada uno, caerán sobre China continental. Para evitar esto, la inclinación se cambió a 51,6 grados. Entonces esta inclinación mantiene a todos felices.

Soyuz FG – Cohetes

Además, lanzar un cohete en una órbita verdaderamente polar (Norte-Sur-Norte) no recibirá ningún impulso de la rotación de la Tierra, por lo tanto, se necesita mucha más potencia, se requiere más combustible. En lo que respecta a la cobertura, en este momento, la EEI navega por más del 75% del área de la Tierra, que es aproximadamente el 95% del área poblada.

Respuesta de MCC

Supongo que lo que está preguntando es por qué la ISS no se colocó en una órbita polar (que es lo que llamamos “una órbita perpendicular a la rotación de la Tierra”). Hay varias razones, la mayoría tiene que ver con la mecánica orbital. Es muy difícil poner un objeto en órbita, pero algunas órbitas son más difíciles que otras. Recuerde que la velocidad que mantiene a una nave espacial en órbita es la velocidad angular medida desde el centro de la Tierra, no la velocidad relativa al suelo. Entonces, una nave espacial que se sienta en el suelo ya tiene varios cientos de kilómetros por hora de la velocidad que necesita solo debido a la rotación de la Tierra. Si la nave espacial se lanza en esa dirección (hacia el este), puede “mantener” esa velocidad, lo que le da al vehículo de lanzamiento ese incremento de velocidad para alcanzar la órbita. Cuanto más se aproxima la órbita a una órbita polar (o, mayor es su “inclinación”), menos ventaja puede obtener su lanzamiento de la rotación de la Tierra. Una órbita polar no recibe ningún impulso en absoluto. De hecho, el lanzamiento debe consumir propulsores adicionales para contrarrestar ese movimiento lanzándose a un acimut ligeramente al oeste del norte o del sur para compensar la velocidad hacia el este impartida al vehículo espacial por la rotación de la Tierra.

Entonces, si la ISS estuviera en una órbita polar, no solo todas las piezas tendrían que lanzarse en órbitas polares, reduciendo así el tamaño de las cargas útiles que se pueden colocar allí, cada misión posterior también tendría que lanzarse en un órbita polar (o cambiar su órbita a una órbita polar, lo que es aún más difícil), lo que significa que en el transcurso de docenas de lanzamientos, en el transcurso de veinte años, cada lanzamiento se haría mucho más difícil. Entonces, la EEI orbita a una inclinación de 51.6 grados.

Acabo de ver que Robert Frost aborda este tema con mucho más detalle y con un aplomo mucho mayor que el mío, así que lo remito a su excelente respuesta. ¿Por qué la ISS tiene una inclinación orbital de 51.6 grados? ¿Cuál es la razón detrás de la decisión de tenerlo a 51.6 grados? ¿Ese ángulo cambia? Si es así, ¿por qué?