На која височина летаат сателитите, пресметка на орбитата, брзина и насока на движење. Геостационарна орбита

Планета (џуџеста планета)

Орбитална брзина, km/s

Меркур

Направете

Вселенското летало орбитира околу Земјата

Орбита

Растојаниепомеѓу центрите на маса

Висина над површината на Земјата

Орбитална брзина

Орбитален период

специфична орбитална енергија(Англиски)

Површина на Земјата, за споредба

Ниска референтна орбита

6.600 - 8.400 км

200 - 2.000 км

Кружна орбита: 6,9 - 7,8 km/s Елиптична орбита: 6,5 - 8,2 km/s

89 - 128 мин

Високо елипсовидна орбита на сателитите Молнија

6.900 - 46.300 км

500 - 39.900 км

1,5 - 10,0 km/s

11 часа 58 минути

Геостационарна орбита

23 ч. 56 мин

Орбита на Месечината

363.000 - 406.000 км

357.000 - 399.000 км

0,97 - 1,08 km/s

Ниска референтна орбита(НЕО, ниска орбита на Земјата) е орбита на вселенско летало во близина на Земјата. Правилно е да се нарече „референца“ на орбитата ако се очекува да се промени - зголемување на надморската височина или промена на наклонот. Доколку не се обезбедени маневри или леталото воопшто нема сопствен погонски систем, се претпочита да се користи името „ниска орбита на Земјата“. Општо земено, леталото се смета дека е во референтна орбита ако се движи со брзина на бегство и е на височина каде што соодветната густина на горните слоеви на атмосферата, како прво приближување, дозволува кружно или елипсовидно движење. Во исто време, уредот може да биде во орбита од овој тип најмалку една орбита. Типични параметри на референтната орбита, користејќи го вселенското летало Сојуз-ТМА како пример, се:

    минимална надморска височина (надморска височина) – 193 km,

    максимална надморска височина (wapogee) – 220 km,

    наклон - 51,6 степени,

    периодот на циркулација е околу 88,3 минути.

При одредување на висината НЕОважно е да се посочи од кој модел на Земјата се мери. Руската балистика традиционално ја означува висината над елипсоидот, а американските - над сферата; како резултат на тоа, разликата може да достигне 20 км (приближно одговара на разликата помеѓу екваторијалниот и поларниот радиус на Земјата) и позициите на апогејот а перигејот може да се помести.

Бидејќи дневната ротација на Земјата е вклучена во лансирањето на носачот во орбитата, капацитетот на носивоста зависи од наклонот на орбитата кон екваторијалната рамнина. Најдобри услови се постигнуваат доколку НЕОима наклон кон екваторот, што се совпаѓа со географската ширина на местото на лансирање од кое е извршено лансирањето. Другите наклони на орбитата доведуваат до намалување на параметрите на возилото-носач во однос на неговата способност да лансира товар во орбитата. Сепак, не е возможно сите космодроми да лансираат во енергетски најповолна насока; на пример, за Бајконур, со географска ширина од околу 46 степени, невозможно е да се лансира на наклон помал од 48,5 степени поради ограничувањата на локација на областите на паѓање на одвоени ракетни делови (зони на исклучување). Најчесто користениот наклон за лансирање од Бајконур е 51,6 степени, пониските склоности ретко се користат.

Животниот век или времето поминато од леталото на НЕО, зависат од балистичките параметри на вештачкото небесно тело и од активноста на Сонцето во овој период, што влијае на висината на горните слоеви на атмосферата на Земјата.

Колку е помала орбитата, толку е поголема масата на товар што може да ја лансира носачот во неа, а сите други работи се еднакви. Затоа, поволно е референтната орбита да се направи што е можно пониска. Во пракса, време на орбитален лет (пред влегување во густите слоеви на атмосферата) помало од еден ден може да предизвика проблеми во случај на неуспеси на леталото, па така ниските орбити практично не се користат. Покрај тоа, минималната надморска височина на референтната орбита е под влијание на вредноста на грешката на вметнување, бидејќи со неповолна комбинација на грешки во мерните инструменти, контролите и надворешните фактори, орбитата може да испадне премногу ниска и леталото ќе се врати до Земјината атмосфера и изгори пред да има време за маневрирање. Сепак, познати се случаи на лансирање возила во орбити со орбитален период помал од 88 минути и перигејска височина од 121-150 km. На пример, автоматската станица Луна-7 беше лансирана во референтна орбита со перигеј од 129 км.

Концептот на „референтна орбита“ стапи во употреба со почетокот на лансирањето на четиристепената ракета 8K78 Molniya, чија четврта фаза беше лансирана во бестежинска состојба по завршувањето на приближно 3/4 од револуцијата околу Земјата, како што е потребно за меѓупланетарни и лунарниот вселенски брод.

Ниската орбита на Земјата може да се користи не само како референтна орбита, туку и како работна. Општо земено, орбитите со апогејска височина до 2000 km се сметаат за ниски. Посебен тип на ниска орбита на Земјата е сончево-синхроната орбита. Земјините сателити со далечинско набљудување се лансирани во такви орбити.

ISS се наоѓа во ниската орбита на Земјата. Од крајот на програмата Аполо во 1972 година, сите вселенски летови со екипаж се одвиваат во ниска орбита на Земјата. Поради интензивната употреба во ниските орбити, циркулира големо количество вселенски отпад, што доведува до компликации во работата на ISS.

Времето кое сателитот го поминува во ЛЕО зависи од многу фактори, особено од влијанието на Месечината и висината над густите слоеви на атмосферата. На пример, орбитата на сателитот Explorer-6 (САД) се менуваше на секои 3 месеци од 250 на 160 km, што доведе до работен век на сателитот од 2 години наместо планираните 20, исто така првиот сателит на Земјата траеше 3 месеци (перигеј 215 км, апогеј 939 км). Зголемената сончева активност може да доведе до нагло зголемување на густината на горната атмосфера - како резултат на тоа, сателитот повеќе се забавува, а висината на неговата орбита се намалува побрзо. Обликот на сателитот исто така игра значајна улога, имено областа на неговиот среден пресек (пресек); За сателити специјално дизајнирани да работат во ниски орбити, често се избира аеродинамички рационализирана форма на телото со поместување назад.

Сонце-синхрона орбита(понекогаш се нарекува и хелиосинхрона) - геоцентрична орбита со такви параметри што објектот што се наоѓа на неа поминува над која било точка на површината на земјата во приближно исто локално сончево време. Така, аголот на осветлување на површината на земјата ќе биде приближно ист на сите сателитски премини. Ваквите постојани услови на осветлување се многу погодни за сателити кои примаат снимки од површината на земјата (вклучувајќи сателити со далечинско набљудување, временски сателити). Сепак, постојат годишни варијации во сончевото време предизвикани од елиптичноста на орбитата на Земјата.

На пример, сателитот LandSat-7, сместен во сончева синхрона орбита, може да го премине екваторот петнаесет пати на ден, секој пат во 10:00 часот по локално време.

За да се постигнат овие карактеристики, орбиталните параметри се избираат така што орбитата има прецесија кон исток за 360 степени годишно (приближно 1 степен дневно), компензирајќи ја ротацијата на Земјата околу Сонцето. Прецесијата се јавува поради интеракцијата на сателитот со Земјата, која е несферична поради поларната компресија. Стапката на прецесија зависи од наклонот на орбитата. Потребната брзина на прецесија може да се постигне само за одреден опсег на надморски височини (по правило се избираат вредности од 600-800 km, со периоди од 96-100 минути), потребната наклонетост за споменатиот висински опсег е околу 98°. Орбитите со поголема надморска височина бараат многу високи вредности на наклонетост, поради што поларните региони повеќе не спаѓаат во областа за посета на сателитот.

Овој тип на орбита може да има различни варијации. На пример, можни се сончево-синхрони орбити со висока ексцентричност. Во овој случај, времето на транзит на Сонцето ќе се запише само за една точка во орбитата (обично перигеј).

Периодот на орбитата се избира во согласност со потребниот период на повторени поминувања над истата површинска точка. Иако сателит во кружна сончева-синхрона орбита го преминува екваторот во исто локално време, тоа го прави на различни точки на екваторот (на различни должини) поради тоа што Земјата ротира одреден агол помеѓу премините на сателитите. Да претпоставиме дека орбиталниот период е 96 минути. Оваа вредност целосно го дели соларниот ден 7 на петнаесет. Така, за еден ден сателитот ќе помине преку петнаесет различни точки на екваторот на дневната страна на орбитата (и уште петнаесет на ноќната страна) и ќе се врати во првата точка. Со избирање на посложени (нецелобројни) релации, бројот на посетени точки може да се зголеми со зголемување на периодот на посета на истата точка.

Посебен случај на сончево-синхрона орбита е орбитата во која се случува посета на екваторот напладне/полноќ, како и орбита која лежи во терминаторската рамнина 8, односно во појасот на зајдисонце и изгрејсонце. Последната опција нема смисла за сателити кои вршат оптичка фотографија, но е добра за радарски сателити, бидејќи гарантира дека нема орбитални делови каде што сателитот паѓа во сенка на Земјата. Така, во таква орбита, соларните панели на сателитот постојано се осветлени од Сонцето.

Геоцентрична орбита– траекторијата на небесно тело по елипсовидна патека околу Земјата.

Едно од двете фокуси на елипсата по кои се движи небесното тело се совпаѓа со Земјата. За да може леталото да биде во оваа орбита, мора да му се даде брзина помала од втората брзина на бегство, но не помала од првата брзина на бегство.

Висока елипсовидна орбита (HEO)е вид на елипсовидна орбита во која надморската височина во апогеј е многу пати поголема од надморската височина на перигејот.

Според законите на Кеплер, сателитите кои користат високи елиптични орбити се движат со многу големи брзини на перигеј, а потоа значително забавуваат во апогејот. Кога вселенското летало е блиску до својот апогеј, набљудувачот на земјата има впечаток дека сателитот едвај се движи неколку часа, односно неговата орбита станува квази-геостационарна. Во рок од 3,5 часа, сигналот од него може да се прими на антена со дијаметар од 0,6 m без користење на ротирачки уред. Од друга страна, квази-геостационарната точка може да се наоѓа над која било точка на земјината топка, а не само над екваторот, како кај геостационарните сателити. Ова својство се користи во северните и јужните географски широчини, многу далеку од екваторот (над 76 - 78 ° N/S), каде што аголот на височина на геостационарните сателити може да биде многу низок, па дури и негативен. Во овие области, приемот од геостационарен сателит е многу тежок или целосно невозможен, а сателитите во високо елиптични орбити се единствениот начин да се обезбеди услуга. Аглите на височина на високо елиптичните сателити надминуваат 40° на рабовите на сервисната област и достигнуваат 90° во центарот.

Орбитите на VEO може да имаат секаква наклонетост, но често имаат наклон блиску до нулање на пореметувањето предизвикано од неправилниот облик на Земјата, слично на елипсоидот. Користењето на овој наклон ја стабилизира орбитата.

За елипсовидни орбити, перигејскиот аргумент помеѓу 180° и 360° значи дека апогејот е над северната хемисфера. Ако аргументот за перигеј е помеѓу 0° и 180°, апогејот е над јужната хемисфера. Апогејот на орбитата со перигејски аргумент од 0° или 180° ќе се наоѓа точно над екваторот, што од практична гледна точка нема смисла, бидејќи во овој случај е поевтино и полесно да се користи вселенско летало во геостационарна орбита (ќе ви треба само еден сателит наместо три).

VEO сателитите ги имаат следните предности:

    способност да опслужува многу голема површина. На пример, таков систем може да служи на целата територија на Русија;

    можност за сервисирање на големи географски широчини. Аголот на височина во овие зони за HEO системи е многу поголем отколку за геостационарните сателити;

    широко распространета употреба на различни опсези на фреквенции во VEO без регистрација (за разлика од геостационарната орбита, каде што практично нема слободен простор или слободни фреквенции);

    поевтино лансирање во орбитата (околу 1,8 пати).

Во исто време, системите во високо елиптични орбити во моментов имаат повеќе недостатоци отколку предности. Недостатоците вклучуваат:

    потребата да се има најмалку три сателити во орбитата (наместо еден геостационарен) за да се создаде квазигеостационарен систем. Во случај на обезбедување деноноќно континуирано емитување, бројот на сателити се зголемува на седум;

    Приемната антена мора да има функција за следење (погон за вртење). Затоа, почетната цена на таквата антена и трошоците за нејзино одржување ќе бидат повисоки од оние на едноставна фиксна антена;

    на големи географски широчини густината на населеност е многу помала отколку во средните области, така што прашањето за враќањето на таков систем е многу сомнително;

    апогејот на сателитите VEO е повисок од оној на GSO, така што моќноста на предавателот треба да биде поголема, до 400-500 вати. Ова ги прави сателитите поскапи;

    Орбитата на сателитите HEO обично ги преминува радијационите појаси, што во голема мера го намалува работниот век на вселенското летало. За да се ослободиме од овој проблем, неопходно е да се има орбита со апогеј од околу 50 илјади km и перигеј од околу 20 илјади km;

    бидејќи вселенските летала се движат во орбитата, Доплеровиот ефект создава дополнителни тешкотии за приемниците на Земјата;

    Поради долгото време на ширење на сигналот, се јавуваат потешкотии при користење на апликации во реално време (на пример, телефонија).

Геотрансфер орбита(GPO) – орбита која е премин помеѓу ниска референтна орбита (LEO) (височина од околу 200 km) и геостационарна орбита (GSO) (35.786 km). За разлика од LEO и GEO, кои се кружни до првата апроксимација, орбитата на пренос е многу издолжена елиптична траекторија на вселенското летало, чијшто перигеј лежи на растојание од LEO од Земјата, а апогеј на растојание од GEO (Хоман -Орбита Вечинкин).

Завршувањето на повлекувањето на КАНАГСО се случува кога ќе достигне апоге додека се движи во геотрансфер орбита. Во овој момент, горната фаза му дава на уредот забрзан импулс, кој го претвора неговото елипсовидно движење во кружно, со период на револуција околу Земјата еднаков на еден ден.

Геостационарна орбита(GSO) е кружна орбита која се наоѓа над Земјиниот екватор (0° ширина), додека вештачки сателит орбитира околу планетата со аголна брзина еднаква на аголната брзина на ротацијата на Земјата околу нејзината оска. Во хоризонтален координатен систем, насоката кон сателитот не се менува ниту во азимут ниту во висина над хоризонтот; сателитот „виси“ неподвижен на небото. Геостационарната орбита е вид на геосинхрона орбита и се користи за поставување вештачки сателити (комуникации, телевизиско емитување и сл.).

Сателитот треба да орбитира во правец на ротација на Земјата, на височина од 35.786 km надморска височина. Токму оваа висина му обезбедува на сателитот период на револуција еднаков на периодот на ротација на Земјата во однос на ѕвездите (Ѕвезден ден: 23 часа 56 минути 4,091 секунди).

Предностите на геостационарната орбита станаа широко познати по објавувањето на популарната научна статија на Артур К. Кларк во списанието Wireless World во 1945 година, така што на Запад геостационарните и геосинхроните орбити понекогаш се нарекуваат „ Кларк орбитира" А" Кларков појас„ се однесува на регионот на вселената на растојание од 36.000 km надморска височина во рамнината на екваторот на земјата, каде орбиталните параметри се блиску до геостационарните. Првиот сателит успешно лансиран во ГЕО беше Синком-3, лансирана од НАСА во август 1964 година.

Сателитот лоциран во геостационарна орбита е неподвижен во однос на површината на Земјата, затоа неговата локација во орбитата се нарекува нејзина стационарна точка. Како резултат на тоа, сателитски ориентирана и фиксна насочена антена може да одржува постојана комуникација со овој сателит долго време.

Геостационарната орбита може точно да се постигне само на круг кој се наоѓа директно над екваторот, со надморска височина многу блиску до 35.786 km.

По завршувањето на активното работење на преостанатото гориво, сателитот мора да се префрли во орбитата за отстранување лоцирана на 200-300 km над GEO.

Стоечка точка

,

каде е масата на сателитот, дали масата на Земјата во килограми, е гравитационата константа и е растојанието во метри од сателитот до центарот на Земјата или, во овој случај, радиусот на орбитата.

Големината на центрифугалната сила е еднаква на:

,

каде е центрипеталното забрзување кое се јавува при кружно движење во орбитата.

Како што можете да видите, масата на сателитот е присутна како фактор во изразите за центрифугалната сила и за гравитационата сила, односно висината на орбитата не зависи од масата на сателитот, што е точно за било кои орбити и е последица на еднаквоста на гравитационата и инерцијалната маса. Следствено, геостационарната орбита се определува само со висината на која центрифугалната сила ќе биде еднаква по големина и спротивна во насока на гравитационата сила создадена од Земјината гравитација на дадена височина.

Центрипеталното забрзување е еднакво на:

,

каде е аголната брзина на ротација на сателитот, во радијани во секунда.

Ајде да направиме едно важно појаснување. Всушност, центрипеталното забрзување има физичко значење само во инерцијална референтна рамка, додека центрифугалната сила е таканаречена имагинарна сила и се јавува исклучиво во референтни рамки (координати) кои се поврзани со ротирачки тела. Центрипеталната сила (во овој случај, силата на гравитацијата) предизвикува центрипетално забрзување. Во апсолутна вредност, центрипеталното забрзување во инерцијалната референтна рамка е еднакво на центрифугалното забрзување во референтната рамка поврзана во нашиот случај со сателитот. Затоа, понатаму, земајќи ја предвид дадената забелешка, можеме да го користиме терминот „центрипетално забрзување“ заедно со терминот „центрифугална сила“.

Изедначувајќи ги изразите за гравитационите и центрифугалните сили со замена на центрипеталното забрзување, добиваме:

.

Намалувајќи , преведувајќи лево и десно, добиваме:

.

Овој израз може да се напише поинаку, заменувајќи го со геоцентричната гравитациона константа:

Аголната брзина се пресметува со делење на аголот поминат по вртење (радијани) со орбиталниот период (времето што е потребно за да се заврши едно вртење во орбитата: еден сидерален ден, или 86.164 секунди). Добиваме:

рад/с

Резултирачкиот орбитален радиус е 42.164 km. Со одземање на екваторијалниот радиус на Земјата, 6.378 km, се добива височина од 35.786 km.

Пресметките можете да ги правите на друг начин. Висината на геостационарната орбита е растојанието од центарот на Земјата каде што аголната брзина на сателитот, што се совпаѓа со аголната брзина на ротацијата на Земјата, генерира орбитална (линеарна) брзина еднаква на првата брзина на бегство (за да се обезбеди кружна орбита) на дадена надморска височина.

Линеарната брзина на сателит што се движи со аголна брзина на растојание од центарот на ротација е еднаква на

Првата брзина на бегство на растојание од објект со маса е еднаква на

Изедначувајќи ги десните страни на равенките една со друга, доаѓаме до претходно добиениот израз радиус GSO:

Орбитална брзина

Брзината на движење во геостационарната орбита се пресметува со множење на аголната брзина со радиусот на орбитата:

km/s

Ова е приближно 2,5 пати помало од првата брзина на бегство од 8 km/s во ниската орбита на Земјата (со радиус од 6400 km). Бидејќи квадратот на брзината за кружна орбита е обратно пропорционален на неговиот радиус,

тогаш намалувањето на брзината во однос на првата космичка брзина се постигнува со зголемување на орбиталниот радиус за повеќе од 6 пати.

Должина на орбитата

Должина на геостационарна орбита: . Со орбитален радиус од 42.164 km, добиваме орбитална должина од 264.924 km.

Должината на орбитата е исклучително важна за пресметување на „стоечките точки“ на сателитите.

Одржување на сателит во орбитална положба во геостационарна орбита

Сателитот кој орбитира во геостационарна орбита е под влијание на голем број сили (пореметувања) кои ги менуваат параметрите на оваа орбита. Конкретно, таквите нарушувања вклучуваат гравитациони нарушувања на Месечината и Сонцето, влијанието на нехомогеноста на гравитационото поле на Земјата, елиптичноста на екваторот итн. Деградацијата на орбитата се изразува во два главни феномени:

1) Сателитот се движи по орбитата од првобитната орбитална положба кон една од четирите точки на стабилна рамнотежа, т.н. „Потенцијални геостационарни орбитални дупки“ (нивните должини се 75,3°E, 104,7°W, 165,3°E и 14,7°W) над екваторот на Земјата;

2) Наклонот на орбитата кон екваторот се зголемува (од почетната 0) со брзина од околу 0,85 степени годишно и достигнува максимална вредност од 15 степени за 26,5 години.

За да се компензираат овие нарушувања и да се задржи сателитот на одредената стационарна точка, сателитот е опремен со погонски систем (хемиска или електрична ракета). Со периодично вклучување на моторите со низок потисок (корекција „север-југ“ за да се компензира зголемувањето на наклонот на орбиталата и „запад-исток“ за да се компензира за лизгање по орбитата), сателитот се задржува на одредената стационарна точка. Таквите подмножества се прават неколку пати на неколку (10-15) дена. Значајно е дека корекцијата север-југ бара значително поголемо зголемување на карактеристичната брзина (околу 45-50 m/s годишно) отколку за надолжната корекција (околу 2 m/s годишно). За да се обезбеди корекција на орбитата на сателитот во текот на целиот негов работен век (12-15 години за современите телевизиски сателити), потребно е значително снабдување со гориво на бродот (стотици килограми, во случај на употреба на хемиски мотор). Хемискиот ракетен мотор на сателитот има снабдување со гориво со поместување (наполнет гас-хелиум) и работи на долготрајни компоненти со високо вриење (обично несиметричен диметилхидразин и динитроген тетрооксид). Голем број на сателити се опремени со плазма мотори. Нивниот потисок е значително помал од хемиските, но нивната поголема ефикасност овозможува (поради долготрајното работење, мерено во десетици минути за еден маневар) радикално да се намали потребната маса на гориво на бродот. Изборот на типот на погонскиот систем се одредува според специфичните технички карактеристики на уредот.

Истиот погонски систем се користи, доколку е потребно, за маневрирање на сателитот во друга орбитална положба. Во некои случаи - обично на крајот на животот на сателитот, за да се намали потрошувачката на гориво, корекцијата на орбитата север-југ се прекинува, а преостанатото гориво се користи само за корекција запад-исток.

Резервата на гориво е главниот ограничувачки фактор во работниот век на сателитот во геостационарна орбита.

Недостатоци на геостационарната орбита

Доцнење на сигналот

Комуникациите преку геостационарни сателити се карактеризираат со големи доцнења во ширењето на сигналот. Со орбитална височина од 35.786 km и брзина на светлината од околу 300.000 km/s, патувањето на зракот од Земја до сателит бара околу 0,12 секунди. Патека на зракот „Земја (предавател) → сателит → Земја (приемник)“ ≈0,24 с. Пингот (одговорот) ќе биде половина секунда (поточно 0,48 с). Земајќи го предвид доцнењето на сигналот во сателитската опрема и опремата на копнените услуги, вкупното доцнење на сигналот на маршрутата „Земја → сателит → Земја“ може да достигне 2-4 секунди. Ова доцнење го оневозможува користењето на сателитски комуникации користејќи GSO во различни услуги во реално време (на пример, во онлајн игри).

Невидливост на GSO од големи географски широчини

Бидејќи геостационарната орбита не е видлива од големи широчини (од приближно 81 ° до половите), а на географски широчини над 75 ° се забележува многу ниско над хоризонтот (во реални услови, сателитите едноставно се сокриени со испакнати предмети и терен) и само мал дел од орбитата е видлив ( види табела), тогаш комуникацијата и телевизиското емитување со помош на GSO е невозможно во регионите со голема ширина на Далечниот Север (Арктик) и Антарктикот. На пример, американските поларни истражувачи на станицата Амундсен-Скот користат оптички кабел долг 1.670 километри за да комуницираат со надворешниот свет (телефонија, Интернет) до локација лоцирана на 75° југ. француската станица Конкордија, од која веќе се видливи неколку американски геостационарни сателити.

Табела на набљудуваниот сектор на геостационарната орбита во зависност од географската ширина на местото
Сите податоци се дадени во степени и нивните фракции.

Географска ширина
теренот		 Видлив орбитален сектор
Теоретски
сектор		 Реално
(вклучувајќи олеснување)
сектор
90 -- --
82 -- --
81 29,7 --
80 58,9 --
79 75,2 --
78 86,7 26,2
75 108,5 77
60 144,8 132,2
50 152,8 143,3
40 157,2 149,3
20 161,5 155,1
0 162,6 156,6

Од табелата погоре може да се види, на пример, дека ако на географската ширина на Санкт Петербург (~ 60°) видливиот сектор на орбитата (и, соодветно, бројот на примени сателити) е еднаков на 84% од максимално можно (на екваторот), потоа на географската ширина на Тајмир (~75°) видливиот сектор е 49%, а на географската ширина на Шпицберген и Кејп Челјускин (~78°) е само 16% од забележаниот на екватор. Овој сектор на орбитата во сибирскиот регион содржи 1-2 сателити (не секогаш од потребната земја).

Сончеви пречки

Еден од најнепријатните недостатоци на геостационарната орбита е намалувањето и целосното отсуство на сигналот во ситуација кога сонцето и сателитот предавател се во линија со приемната антена (позицијата „сонце зад сателитот“). Овој феномен е вроден и во другите орбити, но во геостационарните орбити, кога сателитот е „стационарен“ на небото, тој се манифестира особено јасно. Во средните географски широчини на северната хемисфера, сончевите пречки се случуваат во периодите од 22 февруари до 11 март и од 3 до 21 октомври, со максимално времетраење до десет минути. При ведро време, сончевите зраци фокусирани од светлосната обвивка на антената може да ја оштетат (растопат) опремата за прием и пренос на сателитската антена.

исто така види

  • Квази-геостационарна орбита

Белешки

  1. Нордунг ХерманПроблемот со патувањето во вселената. - Издаваштво DIANE, 1995. - P. 72. - ISBN 978-0788118494
  2. Вонземски релеи - Дали ракетните станици можат да дадат радио покриеност низ целиот свет? (англиски) (pdf). Артур Кларк (октомври 1945 година). Архивирана
  3. Барањето сателитите да останат неподвижни во однос на Земјата во нивните орбитални позиции во геостационарната орбита, како и голем број сателити во оваа орбита на различни точки, доведува до интересен ефект при набљудување и фотографирање ѕвезди со телескоп со помош на водење - одржување. ориентацијата на телескопот во дадена точка на ѕвезденото небо за да се компензира дневната ротација на Земјата (задача инверзна на геостационарните радио комуникации). Ако го набљудувате ѕвезденото небо со таков телескоп во близина на небесниот екватор, каде што минува геостационарната орбита, тогаш под одредени услови можете да видите како сателитите поминуваат еден по друг наспроти позадината на фиксните ѕвезди во тесен коридор, како автомобили на зафатен автопат. Ова е особено забележливо на фотографиите на ѕвезди со долга експозиција, видете, на пример: Бабак А.Тафреши.Геостационарен автопат. (Англиски) . Светот ноќе (TWAN). Архивирано од оригиналот на 23 август 2011 година. Преземено на 25 февруари 2010 година.Извор: Бабак Тафреши (Ноќен свет).Геостационарен автопат. (руски) . Astronet.ru. Архивирано од оригиналот на 23 август 2011 година. Преземено на 25 февруари 2010 година.
  4. за орбити на сателити чија маса е занемарлива во споредба со масата на астрономскиот објект што го привлекува
  5. Орбити на вештачки сателити на Земјата. Ставањето сателити во орбитата
  6. Мрежата Teledesic: Користење на сателити со ниска орбита на Земјата за да се обезбеди широкопојасен интернет, безжичен, пристап до Интернет во реално време ширум светот
  7. Списание „Околу светот“.бр.9 септември 2009. Орбитите што ги избираме
  8. Мозаик. Дел II
  9. сателитот го надминува хоризонтот за 3°
  10. Внимание! Доаѓа периодот на активни сончеви пречки!
  11. Сончеви пречки

Врски

Орбити

Видови

Основни Орбита на кутијата Орбита за фотографирање Елиптична орбита /

Исто како што седиштата во театар даваат различни перспективи за претставата, различните сателитски орбити обезбедуваат перспективи, секоја со различна намена. Некои изгледаат како да лебдат над точка на површината, обезбедувајќи постојан поглед на едната страна од Земјата, додека други ја обиколуваат нашата планета, поминувајќи над многу места во еден ден.

Видови орбити

На која височина летаат сателитите? Постојат 3 типа на орбити блиску до Земјата: висока, средна и ниска. На највисоко ниво, најдалеку од површината, по правило се наоѓаат многу временски и некои комуникациски сателити. Сателитите кои ротираат во орбитата на средна Земја вклучуваат навигација и специјални дизајнирани да следат одреден регион. Повеќето научни вселенски летала, вклучително и флотата на системот за набљудување на Земјата на НАСА, се во ниска орбита.

Брзината на нивното движење зависи од висината на која летаат сателитите. Како што се приближувате до Земјата, гравитацијата станува посилна и движењето се забрзува. На пример, на сателитот Аква на НАСА му требаат околу 99 минути за да орбитира околу нашата планета на надморска височина од околу 705 километри, додека на метеоролошкиот уред кој се наоѓа на 35.786 километри од површината му требаат 23 часа, 56 минути и 4 секунди. На оддалеченост од 384.403 километри од центарот на Земјата, Месечината прави една револуција за 28 дена.

Аеродинамичен парадокс

Промената на висината на сателитот ја менува и неговата орбитална брзина. Тука има еден парадокс. Ако сателитскиот оператор сака да ја зголеми брзината, не може само да ги запали моторите за да ја забрза. Ова ќе ја зголеми орбитата (и надморската височина), што ќе резултира со намалување на брзината. Наместо тоа, моторите треба да се активираат во спротивна насока од движењето на сателитот, акција што ќе го забави возилото во движење на Земјата. Оваа акција ќе го придвижи пониско, овозможувајќи зголемена брзина.

Карактеристики на орбитата

Покрај висината, патеката на сателитот се карактеризира со ексцентричност и наклонетост. Првиот се однесува на обликот на орбитата. Сателит со мала ексцентричност се движи по траекторија блиску до кружна. Ексцентрична орбита има форма на елипса. Растојанието од леталото до Земјата зависи од неговата положба.

Наклон е аголот на орбитата во однос на екваторот. Сателитот кој орбитира директно над екваторот има нулта наклонетост. Ако вселенското летало минува над северниот и јужниот пол (географски, а не магнетски), неговиот наклон е 90°.

Сите заедно - висина, ексцентричност и наклон - го одредуваат движењето на сателитот и како Земјата ќе изгледа од нејзина гледна точка.

Високо блиску до Земјата

Кога сателитот ќе достигне точно 42.164 km од центарот на Земјата (околу 36 илјади km од површината), тој влегува во зона каде што неговата орбита одговара на ротацијата на нашата планета. Бидејќи леталото се движи со иста брзина како и Земјата, т.е. неговиот орбитален период е 24 часа, се чини дека останува неподвижно на една должина, иако може да се движи од север кон југ. Оваа специјална висока орбита се нарекува геосинхрона.

Сателитот се движи во кружна орбита директно над екваторот (ексцентричноста и наклонетоста се нула) и останува неподвижна во однос на Земјата. Секогаш се наоѓа над истата точка на неговата површина.

Орбитата Молнија (наклон 63,4°) се користи за набљудување на големи географски широчини. Геостационарните сателити се врзани за екваторот, па затоа не се погодни за далечни северни или јужни региони. Оваа орбита е прилично ексцентрична: леталото се движи во издолжена елипса со Земјата лоцирана блиску до еден раб. Бидејќи сателитот е забрзан од гравитацијата, тој се движи многу брзо кога е блиску до нашата планета. Како што се оддалечува, неговата брзина се намалува, па поминува повеќе време на врвот на својата орбита на најоддалечениот раб од Земјата, чие растојание може да достигне 40 илјади километри. Орбиталниот период е 12 часа, но сателитот поминува околу две третини од ова време на една хемисфера. Како полусинхрона орбита, сателитот ја следи истата патека на секои 24 часа.Се користи за комуникација на далечниот север или југ.

Ниско во близина на Земјата

Повеќето научни сателити, многу метеоролошки сателити и вселенската станица се во речиси кружна ниска орбита на Земјата. Нивното навалување зависи од тоа што го следат. TRMM беше лансиран за следење на врнежите во тропските предели, така што има релативно низок наклон (35°), останувајќи блиску до екваторот.

Многу од сателитите на системот за набљудување на НАСА имаат блиску поларна орбита со висока наклонетост. Леталото се движи околу Земјата од пол до пол со период од 99 минути. Половина од времето минува преку дневната страна на нашата планета, а на полот се свртува кон ноќната страна.

Додека сателитот се движи, Земјата се врти под него. До моментот кога возилото се движи кон осветлената област, тоа е над областа во непосредна близина на зоната на неговата последна орбита. Во период од 24 часа, поларните сателити го покриваат поголемиот дел од Земјата двапати: еднаш во текот на денот и еднаш во текот на ноќта.

Сонце-синхрона орбита

Исто како што геосинхроните сателити мора да се наоѓаат над екваторот, што им овозможува да останат над една точка, така и поларните сателити кои орбитираат имаат способност да останат во исто време. Нивната орбита е синхрона - кога леталото ќе го премине екваторот, локалното сончево време е секогаш исто. На пример, сателитот Тера секогаш го поминува над Бразил во 10:30 часот. Следниот премин 99 минути подоцна над Еквадор или Колумбија исто така се случува во 10:30 часот по локално време.

Синхроната орбита на сонцето е од суштинско значење за науката бидејќи овозможува да се одржи аголот на инциденца на сончевата светлина на површината на Земјата, иако тој ќе варира во зависност од сезоната. Оваа конзистентност значи дека научниците можат да споредуваат слики од нашата планета од истата сезона во текот на неколку години, без да се грижат за преголемите скокови на светлината, што би можело да создаде илузија на промени. Без синхрона орбита, би било тешко да се следат со текот на времето и да се соберат информациите потребни за проучување на климатските промени.

Патот на сателитот овде е многу ограничен. Ако е на надморска височина од 100 km, орбитата треба да има наклон од 96°. Секое отстапување ќе биде неприфатливо. Бидејќи атмосферскиот отпор и гравитационата сила на Сонцето и Месечината ја менуваат орбитата на леталото, таа мора редовно да се прилагодува.

Вбризгување во орбитата: лансирање

Лансирањето на сателит бара енергија, чија количина зависи од локацијата на местото на лансирање, висината и наклонот на идната траекторија на неговото движење. Доаѓањето до далечна орбита бара повеќе енергија. Сателитите со значителен наклон (на пример, поларните) се поинтензивни енергетски од оние што кружат околу екваторот. Вметнувањето во орбита со низок наклон е потпомогнато од ротацијата на Земјата. се движи под агол од 51,6397°. Ова е неопходно за полесно да стигнат вселенските шатлови и руските ракети. Висината на ISS е 337-430 km. Поларните сателити, од друга страна, не добиваат никаква помош од Земјиниот моментум, па затоа бараат повеќе енергија за да се издигнат на исто растојание.

Приспособување

Откако ќе се лансира сателит, мора да се направат напори да се задржи во одредена орбита. Бидејќи Земјата не е совршена сфера, нејзината гравитација е посилна на некои места. Оваа неправилност, заедно со гравитационата сила на Сонцето, Месечината и Јупитер (најмасивната планета на Сончевиот систем), ја менува наклонетоста на орбитата. Во текот на нивниот животен век, сателитите GOES се прилагодени три или четири пати. Возилата на НАСА со ниска орбита мора да го прилагодуваат својот наклон годишно.

Покрај тоа, сателитите блиску до Земјата се под влијание на атмосферата. Најгорните слоеви, иако доста ретки, даваат доволно силен отпор за да ги привлечат поблиску до Земјата. Дејството на гравитацијата доведува до забрзување на сателитите. Со текот на времето, тие согоруваат, спирално спуштајќи се пониско и побрзо во атмосферата или паѓаат на Земјата.

Атмосферското влечење е посилно кога Сонцето е активно. Исто како што воздухот во балонот се шири и издигнува кога се загрева, атмосферата се крева и се шири кога Сонцето му дава дополнителна енергија. Се креваат тенки слоеви од атмосферата, а нивното место го заземаат погустите слоеви. Затоа, сателитите кои орбитираат околу Земјата мора да ја менуваат својата позиција приближно четири пати годишно за да го компензираат атмосферскиот отпор. Кога сончевата активност е максимум, положбата на уредот треба да се прилагодува на секои 2-3 недели.

Вселенски отпад

Третата причина што принудува промена во орбитата е вселенскиот отпад. Еден од комуникациските сателити на Иридиум се судри со нефункционално руско летало. Тие се урнаа, создавајќи облак од остатоци составен од повеќе од 2.500 парчиња. Секој елемент е додаден во базата на податоци, која денес вклучува над 18.000 предмети од вештачко потекло.

НАСА внимателно следи сè што може да се најде на патот на сателитите, бидејќи орбитите веќе мораа да се менуваат неколку пати поради вселенскиот отпад.

Инженерите ја следат позицијата на вселенскиот отпад и сателитите кои би можеле да го попречат движењето и внимателно планираат заобиколни маневри доколку е потребно. Истиот тим планира и изведува маневри за прилагодување на навалувањето и висината на сателитот.

    орбитална брзина- orbitinis greitis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Greitis, kuriuo kūnas arba dalele juda tam tikra orbita. atitikmenys: ингли. орбитална брзина vok. orbitale Geschwindigkeit, f rus. орбитална брзина, ф ранк.…… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

    орбитална брзина- orbitinis greitis statusas T sritis fizika atitikmenys: ингли. орбитална брзина vok. orbitale Geschwindigkeit, f rus. орбитална брзина, f pranc. Vitesse orbitale, f … Fizikos terminų žodynas

    Барањето „Постојана точка“ е пренасочено овде; види и други значења. Стоечка точка или орбитална позиција е позиција на сателит лоциран во геостационарна орбита. Бидејќи сателитот се наоѓа на ... Википедија

    Анализа на првата и втората брзина на бегство според Исак Њутн. Проектилите А и Б паѓаат на земја. Проектилот C оди во кружна орбита, D во елипсовидна орбита. Проектилот Е лета во вселената. Првата брзина на бегство (кружна ... Википедија

    Анализа на првата и втората брзина на бегство според Исак Њутн. Проектилите А и Б паѓаат на земја. Проектилот C оди во кружна орбита, D во елипсовидна орбита. Проектилот Е лета во вселената. Втора брзина на бегство (параболична брзина... Википедија

    - (прв v1, втор v2, трет v3 и четврти v4) ова е мин... Википедија

    Третата брзина на бегство е минималната брзина што мора да му се даде на тело лоцирано во близина на површината на Земјата за да може да ја надмине гравитациската привлечност на Земјата и Сонцето и да го напушти Сончевиот систем. Кога... ... Википедија

    Млечен Пат Четвртата брзина на бегство е минималната потребна брзина на телото за да ја надмине гравитацијата ... Википедија