Різниця між геосинхронною та геостаціонарною орбітою

Геосинхронна та геостаціонарна орбіта

Орбіта - це вигнутий шлях у просторі, в якому небесні об'єкти мають тенденцію обертатися. Основний принцип орбіти тісно пов'язаний із гравітацією, і він не був чітко пояснений, поки не була опублікована теорія гравітації Ньютона.

Щоб зрозуміти принцип, розглянемо кульку, прикріплену до струни, обертаної з постійною довжиною струни. Якщо кулька обертається з меншою швидкістю, куля не завершить цикли, а розвалиться. Якщо кулька обертається з дуже високою швидкістю, струна розірветься, і кулька відірветься. Якщо ви тримаєте за струну, ви відчуєте тягнення м’яча на руці. Це зусилля м'яча, щоб відсунутися, протидіє натягу струни, відтягуючи її назад, і м'яч починає рухатися по колах. Існує певна швидкість, з якою вам доводиться обертатися, тому ці протилежні сили знаходяться в рівновазі, а коли вони це роблять, шлях кулі можна розглядати як орбіту.

Цей принцип, що стоїть за цим простим прикладом, може бути застосований до значно більших об'єктів, як планети та місяці. Гравітація виступає як доцентрова сила і утримує предмет, який намагається відійти, на орбіту, еліптичний шлях у просторі. Наше Сонце тримає навколо себе планети, а планети утримують навколо нього місяці. Час, необхідний об'єкту на орбіті для завершення одного циклу, називається орбітальним періодом. Наприклад, у Землі орбітальний період 365 днів.

Геосинхронна орбіта - це орбіта навколо Землі з орбітальним періодом одного бічного дня, а геостаціонарна орбіта - особливий випадок геосинхронної орбіти, де вони розміщені прямо над екватором.

Детальніше про геосинхронну орбіту

Розгляньте кульку і струну ще раз. Якщо довжина струни коротка, кулька обертається швидше, а якщо струна довша, вона обертається повільніше. Аналогічно орбіти з меншим діаметром мають більш високу орбітальну швидкість і коротший орбітальний період. Якщо діаметр більший, швидкість орбіти повільніше, а орбітальний період довший. Наприклад, Міжнародна космічна станція, що знаходиться на низькій орбіті Землі, має період 92 хвилини, а Місяць має орбітальний період 28 днів.

Між цими крайнощами існує певна відстань від землі, де орбітальний період дорівнює періоду обертання Землі. Іншими словами, орбітальний період об’єкта на цій орбіті становить один бічнийреальний день (приблизно 23 год 56 м), а отже, і кутова швидкість землі та об'єкта аналогічна. Один із цікавих результатів цього - те, що щодня супутник буде знаходитися в одному і тому ж самому місці. Він синхронізований із обертанням Землі, звідси і геосинхронна орбіта.

Усі геосинхронні орбіти землі, круглі чи еліптичні, мають напівмагістральну вісь 42 164 км.

Більше про геостаціонарну орбіту

Геосинхронна орбіта в площині земного екватора відома як геостаціонарна орбіта. Оскільки орбіта знаходиться в площині екватора, вона має додаткове властивість, відмінне від того, щоб перебувати в тому ж самому положенні одночасно. Коли об’єкт на орбіті рухається, Земля також рухається паралельно йому. Тому виявляється, що об'єкт завжди вище однієї точки, завжди. Це як би об'єкт закріплений прямо над якоюсь точкою на землі, а не на орбіті.

Майже всі супутники зв'язку розміщені на геостаціонарній орбіті. Концепція використання геостаціонарної орбіти для телекомунікацій вперше була представлена ​​науково-фантастичним автором Артуром К. Кларком, отже, іноді і названа орбітою Кларка. А колекція супутників на цій орбіті відома як пояс Кларка. Сьогодні його використовують для передачі телекомунікацій по всій земній кулі.

Геостаціонарна орбіта розташована на 35 876 ​​км (22 236 миль) над середнім рівнем моря, а орбіта Кларка - близько 265 000 км (165 000 миль).

Яка різниця між геосинхронною та геостаціонарною орбітою?

• Орбіта з орбітальним періодом одного бічного дня відома як геосинхронна орбіта. Об'єкт на цій орбіті з'являється в одній і тій же позиції протягом кожного циклу. Він синхронізований з обертанням землі, звідси і термін геосинхронна орбіта.

• Геосинхронна орбіта, що лежить у площині земного екватора, відома як геостаціонарна орбіта. Об'єкт на геостаціонарній орбіті здається нерухомим над точкою на землі, і він, здається, нерухомий відносно землі. Тому. термін геостаціонарна орбіта.