Geosinchroninė ir geostacionarioji orbita
Orbita yra kreivas kelias erdvėje, kuriame dangaus objektai linkę suktis. Pagrindinis orbitos principas yra glaudžiai susijęs su gravitacija, ir jis nebuvo aiškiai paaiškintas, kol nebuvo paskelbta Niutono gravitacijos teorija.
Norėdami suprasti principą, apsvarstykite rutulį, pritvirtintą prie stygos, pasuktą pastoviu stygos ilgiu. Jei rutulys sukasi lėčiau, kamuolys nebaigs ciklų, bet žlugs. Jei kamuolys sukasi labai dideliu greičiu, virvelė nutrūks ir kamuolys spragsės. Jei laikote virvelę, pajusite rutulio traukimą ant rankos. Šiai rutulio pastangai atitolti atsveria virvelės įtempimas, traukiant ją atgal, ir rutulys pradeda judėti ratu. Yra konkretus greitis, kuriuo turite suktis, todėl šios priešingos jėgos yra pusiausvyroje, o kai tai vyksta, kamuolio kelias gali būti laikomas orbita.
Šis šio paprasto pavyzdžio principas gali būti pritaikytas daug didesniems objektams, kaip planetos ir mėnuliai. Gravitacija veikia kaip centrinė jėga ir objektą, kuris bando nutolti, orbitoje laiko elipsės formos erdvėje. Mūsų Saulė laiko aplink jį esančias planetas, o planetos tuo pačiu būdu laiko ir aplink jį esančius mėnulius. Laikas, per kurį orbitoje esantis objektas užbaigia vieną ciklą, vadinamas orbitos periodu. Pavyzdžiui, žemės orbitinis periodas yra 365 dienos.
Geosinchroninė orbita yra orbita aplink Žemę, kurios orbitinis periodas yra viena sideralinė diena, o geostacionarioji orbita yra specialus geosinchroninės orbitos atvejis, kai jie yra tiesiai virš pusiaujo.
Daugiau apie geosinchroninę orbitą
Dar kartą apsvarstykite rutulį ir virvelę. Jei stygos ilgis yra nedidelis, rutulys sukasi greičiau, o jei virvelė ilgesnė - lėčiau. Analogiškai mažesnio skersmens orbitos orbitos greitis yra greitesnis ir orbitos periodai trumpesni. Jei skersmuo yra didesnis, orbitos greitis yra lėtesnis, o orbitos periodas yra ilgesnis. Pavyzdžiui, žemoje Žemės orbitoje esančios Tarptautinės kosminės stoties laikotarpis yra 92 minutės, o mėnulio orbitos periodas - 28 dienos.
Tarp šių kraštutinumų yra tam tikras atstumas nuo žemės, kur orbitos periodas yra lygus žemės sukimosi periodui. Kitaip tariant, objekto orbitos periodas šioje orbitoje yra viena siderinė diena (apytiksliai 23h 56m), taigi žemės ir objekto kampinis greitis yra panašus. Vienas įdomių to rezultatų yra tas, kad kiekvieną dieną tuo pačiu metu palydovas bus toje pačioje padėtyje. Jis sinchronizuojamas su žemės sukimu, taigi ir geosinchronine orbita.
Visų apskritų ar elipsinių geosinchroninių žemės orbitų pusiau pagrindinė ašis yra 42 164 km.
Daugiau apie geostacionarią orbitą
Geosinchroninė orbita žemės pusiaujo plokštumoje yra žinoma kaip geostacionari orbita. Kadangi orbita yra pusiaujo plokštumoje, ji turi papildomą savybę, išskyrus tą pačią padėtį tuo pačiu metu. Kai orbitoje esantis objektas juda, žemė taip pat juda lygiagrečiai jam. Todėl atrodo, kad objektas visada yra aukščiau to paties taško. Tarsi objektas būtų užfiksuotas tiesiai virš kurio nors žemės taško, o ne aplink jį.
Beveik visi ryšių palydovai yra išdėstyti geostacionarioje orbitoje. Geostacionariosios orbitos panaudojimo telekomunikacijoms koncepciją pirmą kartą pateikė mokslinės fantastikos autorius Arthuras C Clarke'as, taigi kartais vadinamas Clarke orbita. Palydovų kolekcija šioje orbitoje yra žinoma kaip Clarke juosta. Šiandien jis naudojamas telekomunikacijų perdavimui visame pasaulyje.
Geostacionarinė orbita yra 35 786 km (22 236 mylių) virš vidutinio jūros lygio, o Clarke orbita yra apie 265 000 km (165 000 mylių) ilgio.
Kuo skiriasi geosinchroninė ir geostacionarioji orbita?
• Orbita, kurios orbitinis periodas yra viena sideralinė diena, yra žinoma kaip geosinchroninė orbita. Šios orbitos objektas kiekvieno ciklo metu pasirodo toje pačioje vietoje. Jis sinchronizuojamas su žemės sukimu, taigi ir geosinchroninės orbitos terminas.
• Geosinchroninė orbita, esanti žemės pusiaujo plokštumoje, vadinama geostacionarine orbita. Atrodo, kad geostacionarios orbitos objektas yra pritvirtintas tiesiai virš taško žemėje, ir atrodo, kad jis stovi žemės atžvilgiu. Todėl. geostacionarios orbitos terminas.
