TLE – Two Line Element Set

Bu yazımızda dünya yörüngesindeki uyduların takibi için çok önemli olan TLE kavramından kısaca bahsetmeye çalıştım.

Yörünge Elemanları başlıklı yazımızdan hatırlayacağınız üzere bir uydunun yörünge elemanları ile yörüngesini hesaplamak oldukça kolay. Yani aşağıdaki 6 adet yörünge elemanını kullanarak uydunun konumunu bulabiliyoruz.

Fakat uydular sürekli hareket halinde olduğu için herhangi bir zamanda nerede olacağını bulabilmemiz için bize yukarıdaki elemanlardan daha fazla bilgi gerekiyor. İşte tüm bu bilgilerin yer aldığı veri setine TLE (Two Line Element Set) deniyor. Örnek olması için de ISS’e ait bir TLE’yi aşağıda paylaştım:

“Two Line Element Set” denmesinin sebebi de veri setinin iki satırdan oluşması.

Bu veri setlerinde ilk gözünüze çarpan şey muhtemelen Yörünge Elemanları altı adet olmasına rağmen çok daha fazla bilgi içermesi olmuştur. Bu yazıyı da zaten bu yüzden hazırladım 🙂

Name of Satellite (Uydunun Adı)

Her ne kadar veri seti iki satır olsa da genel kullanım da 3 satıra çıkıyor. İlk satırda da uydunun adı yazıyor. Aşağıdaki ISS’e ait örnekte belki parantez içindeki (Zarya) ismi dikkatinizi çekmiştir. O da ISS’e ilk montajı yapılan ruslara ait modülün adı. Beraber hareket ettikleri için aynı TLE’ye sahipler.

Her satırın başında yazan 1 ve 2 de satır numaralarını gösteriyor sadece 🙂

Satellite Number (Uydunun Numarası)

Her iki satırın en başında aynı olan numara da uydunun katalog numarası. İlk olarak NORAD (North American Aerospace Defense Command) tarafından oluşturulmaya başlandığı için genelde NORAD katalog numarası deniyor. Fakat “NORAD ID”, “USSPACECOM object number” gibi isimlendirmeleri de mevcut.

NORAD kataloğu oluşturulmaya ilk, 1957 yılında Ruslar tarafından gönderilen Sputnik uydusu ile başlanmış. Bu yüzden ilk numara (00001) Sputnik’i uzaya gönderen araca, ikinci numara da (00001) Sputnik’in kendisine ait.

25544 ise de ISS’e ait. İlk satırda katalog numarasının yanında yer alan “U” harfi de uydunun askeri veya casus uydu olmadığını (Unclassified) gösteriyor. Üç tip olabiliyor:

U : Unclassified
C : Classified
S : Secret

Bu arada NORAD kataloğu için de sadece uydular yok. Kataloglanmış yörüngedeki uydu sayısı yaklaşık 8.500 ama katalogda yer alan ciim sayısı 44 binden fazla. Uzay çöpleri dahil 10 cm.’den büyük her cisim kataloglanıp süreki takip ediliyor. Şu an için de yaklaşık 17.500 cisim takip ediliyor yörüngedeki.

International Designator (Uluslararası Kimliği)

Her uydunun bir de COSPAR Kimliği (COSPAR ID) ya da NSSDC Kimliği (NSSDC ID) diye de bilinen uluslararası bir kimliği oluyor ayrı birer katalogda tutulan.

Not: Sadece dünyanın yörüngesinde bulunan cisimlere ve başarılı fırlatmalara birer kimlik veriliyor.

Örneğin ISS’in uluslararası numarası 98067A. Aslında bu numaranın formatı YYYY-NNNAAA şeklinde. Açılımı da:

YYYY : Fırlatma (launch) yılı
NNN : O yıla ait fırlatma (launch) numarası
AAA : O fırlatmaya ait kodu (Aynı anda birden fazla uydu gönderilebilir)

Fakat ISS’te olduğu gibi YYNNNA formatı da kullanılıyor. Yani yılın son iki basamağı ve aynı fırlatmada birden fazla uydu yoksa fırlatma kodu (A) tek karakter.

98 : ISS 1998 yılında fırlatılmış.
067 : 1998 yılının 67. fırlatmasıymış.
A : O fırlatmaya ait kodu.

Örneğin SpaceX’in 6 Ocak 2020’de tek seferde yolladığı 60 Starlink uydularından bir tanesinin (STARLINK-1107) ait uluslararası kodu 20001BL. Bu koda baktığınızda 2020 yılına ait ilk fırlatmaya ait olduğu ve bu fırlatmada 10’dan fazla uydu olduğu hemen anlaşılıyor.

Son olarak COSPAR (Committee on Space Research) 1958 yılında Uluslararası Bilim Konseyi (International Council for Science) tarafından kurulmuş ve ilk uluslararası kataloglamayı yapmaya başlamış uzaya gönderilen cisimler için.

Şu an Birleşmiş Milletler Uzay Ofisi (United Nations Office for Outer Space Affairs) ve NASA’nın bünyesindeki NSSDCA (NASA Space Science Data Coordinated Archive) uzaya gönderilen uluslararası kimliklerin belirlenmesini yönetiyor.

Epoch Year & Julian Day Fraction

Bir uyduya ait TLE’yi anlamlı ve kullanılabilir kılan da geçerli olduğu, daha doğrusu referans alındığı epoch yani zaman dilimidir. Çünkü TLE’ler sonsuza dek kullanılamaz. Örneğin LEO‘daki uyduların TLE değerleri epoch tarihinden itibaren maksimum 2-3 gün kullanılabilir olur.

Lakin TLE’lerde kullanılan tarih formatı pek alışık olmadığımız bir formattır. Başlangıcı 01 Ocak 1900 olan bu tarih formatında ilk iki basamak yılı, ondan sonraki rakamlar ise Julian Day formatında o yılın gününü ve o günün de saatini, dakikasını ve saniyesini gösterir.

Yukarıdaki örnekteki ISS’e ait TLE’nin geçerli olduğu zaman dilimi 19361.35821696 Bu tarih formatının açılımı da şu şekilde:

19 : 2019 yılının
361 : 2019 yılının 361. günü
361.35821696 – 361 = 0.35821696 gün

0.35821696 x 24 saat/gün = 8.59720704 saat (8. saat)
8.59720704 – 8 = 0.59720704 saat

0.59720704 x 60 dakika/saat = 35.8324224 dakika (35. dakika)
35.8324224 – 35 = 0.8324224 dakika

0.8324224 x 60 saniye/dakika = 49.945344 saniye (49. saniye)

Yani günlük hayatta kullandığımız tarih formatı ile: 27/12/2019 – 08:35:49

First and Second Derivative of Mean Motion (The Ballistic Coefficient)

Bir önceki yazımızda Basitleştirilmiş Sapma Modellerinden (SGP) bahsetmiştik hatırlarsanız. Uyduların yörüngeleri bu yazıda paylaştığımız nedenlerden zamanla sapmaya uğradığı için her uydu için bir sapma değeri hesaplanıyor. İşte aşağıda kırmızı kutu içinde yer alan değerler de Basitleştirilmiş Sapma Modelleri başlıklı yazımızda detaylı anlattığımız sapma modeline ait değerler.

Yukarıdaki iki değer birlikte uydunun SGP’nin ilk yani en basit modeline göre sapma hesaplamalarında kulllanılıyor. Lakin günümüzde artık SGP4 modeli kullanıldığı için yukarıdaki değerlerin günümüzde kullanılan yörünge hesaplama programları açısından bir ehemmiyeti yok.

Not: Gerçekten de açık kaynaklı birkaç programın kodunu inceledim kullanılmıyor bu değerler.

Drag Term or Radiation Pressure Coefficient (BSTAR)

Bu da yine Basitleştirilmiş Sapma Modelleri yazımızda bahsettiğimiz SGP4 modeli tarafından kullanılan sapma katsayısı.

Ephemeris Type

Aşağıdaki kırmızı kutu içinde tek hane olarak yer alan bu değer, TLE’nin efemeris tipini yani hangi yörünge modeli için geçerli olduğunu gösteriyor.

Bu modeller de Basitleştirilmiş Sapma Modelleri yazımızda bahsettiğimiz gibi:

0 : SGP
1 : SGP4
2 : SDP4
3: SGP8
4: SDP8

Fakat artık uydunun yörünge periyoduna göre SGP4 veya SDP4 kullanıldığı için bu efemeris tipi kullanılmıyor bu yüzden değeri hep 0 oluyor.

Element Number & Check Sum

İlk satırın son değeri olan ve aşağıda kırmızı kutu içerisindeki rakamların ilk 3 hanesi, bir uydu için her TLE üretildiğinde bir arttırılıyor ve 999’a ulaştığında tekrar 1’den başlıyor.

Son rakam ise ingilizce “checksum” diye geçen kontrol rakamı. Yani ilk satırdaki rakamların doğru olduğunu doğruluyor. Şöyle ki her iki satırdaki harfleri, noktalama işaretlerini ve “+” işaretini görmezden gelim tüm sayıları toplarsanız ve de her “-” işareti için bu toplama +1 eklerseniz, çıkan toplamın birler basamağı yukarıdaki 4 basamaklı rakamın birler basamağındaki değerle aynı olmalı. Değilse TLE hatalıdır.

Classical Orbital Elements (Klasik Yörünge Elemanları)

İkinci satırdaki aşağıda kırmızı kutu içerisindeki değerleri zaten Yörünge Elemanları başlıklı yazımızdan hatırlayacağınız için burada ayrıca detaylı paylaşmayacağım 🙂 Zaten altlarında yazan semboller ne anlama geldiklerini çok iyi anlatıyor.

Mean Motion

Eğer dikkat ettiyseniz yukarıda Klasik Yörünge Elemanlarının sadece beş tanesi yer alıyor. Bir tanesi semi-major axis (ana eksen) eksik. Onun yerine “mean motion” yani uydunun dünya yörüngesinde bir gündeki dönüş sayısı aşağıdaki kırmızı kutu içinde yer almakta.

Revolution Number and Check Sum

Son olarak ikinci satırın son rakamı ilk satırın son rakamı gibi “checksum” Fakat ondan önceki 5 basamaklı rakam ise epoch boyunca yapılan devir sayısı (iki ascending node arası başarılı geçiş bir devir sayılıyor)