Orbita geosynchroniczna a geostacjonarna
Orbita to zakrzywiona ścieżka w przestrzeni, w której obiekty niebieskie mają tendencję do obracania się. Podstawowa zasada orbity jest ściśle związana z grawitacją i nie została jasno wyjaśniona do czasu opublikowania teorii grawitacji Newtona.
Aby zrozumieć zasadę, rozważ kulkę przyczepioną do sznurka obracanego ze stałą długością sznurka. Jeśli kula obraca się wolniej, kulka nie wykona cykli, ale zapadnie się. Jeśli kulka obraca się z bardzo dużą szybkością, struna pęknie i kulka odskoczy. Jeśli trzymasz sznurek, poczujesz ciągnięcie piłki na dłoni. Ten wysiłek piłki, aby się oddalić, jest niwelowany przez napięcie struny poprzez pociągnięcie jej do tyłu, a piłka zaczyna poruszać się po okręgu. Istnieje określona prędkość, z jaką musisz się obracać, więc te przeciwstawne siły są w równowadze, a kiedy to robią, tor piłki można uznać za orbitę.
Ta zasada stojąca za tym prostym przykładem może być zastosowana do znacznie większych obiektów, takich jak planety i księżyce. Grawitacja działa jak siła dośrodkowa i utrzymuje obiekt, który próbuje się oddalić, na orbicie, po eliptycznej ścieżce w przestrzeni. Nasze Słońce trzyma wokół siebie planety, a planety otaczają księżyce w ten sam sposób. Czas potrzebny obiektowi na orbicie do ukończenia jednego cyklu jest znany jako okres orbitalny. Na przykład Ziemia ma okres orbitalny 365 dni.
Orbita geosynchroniczna to orbita wokół Ziemi z okresem orbitalnym wynoszącym jeden dzień gwiezdny, a orbita geostacjonarna to szczególny przypadek orbity geosynchronicznej, w której znajdują się one tuż nad równikiem.
Więcej informacji o orbicie geosynchronicznej
Przyjrzyj się piłce i sznurkowi jeszcze raz. Jeśli struna jest krótka, kulka kręci się szybciej, a jeśli struna jest dłuższa, obraca się wolniej. Analogicznie orbity o mniejszej średnicy mają większe prędkości orbitalne i krótsze okresy orbitalne. Jeśli średnica jest większa, prędkość orbitalna jest mniejsza, a okres orbitalny dłuższy. Na przykład Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, która znajduje się na niskiej orbicie okołoziemskiej, ma okres 92 minut, a księżyc 28 dni.
Pomiędzy tymi skrajnościami istnieje określona odległość od Ziemi, w której okres orbitalny jest równy okresowi obrotu Ziemi. Innymi słowy, okres orbitalny obiektu na tej orbicie to jeden dzień gwiezdny (w przybliżeniu 23h 56m), a zatem prędkość kątowa Ziemi i obiektu jest podobna. Ciekawym rezultatem tego jest to, że każdego dnia o tej samej godzinie satelita będzie znajdować się w tej samej pozycji. Jest zsynchronizowany z ruchem obrotowym Ziemi, stąd orbita geosynchroniczna.
Wszystkie geosynchroniczne orbity Ziemi, zarówno kołowe, jak i eliptyczne, mają półoś wielką o długości 42, 164 km.
Więcej o orbicie geostacjonarnej
Orbita geosynchroniczna w płaszczyźnie równika Ziemi jest znana jako orbita geostacjonarna. Ponieważ orbita znajduje się w płaszczyźnie równika, ma dodatkową właściwość inną niż bycie w tej samej pozycji w tym samym czasie. Kiedy obiekt na orbicie porusza się, Ziemia również porusza się równolegle do niego. Dlatego wydaje się, że przedmiot jest zawsze nad tym samym punktem, zawsze. To tak, jakby obiekt był zamocowany tuż nad jakimś punktem na Ziemi, a nie krążył wokół niego.
Prawie wszystkie satelity komunikacyjne są umieszczone na orbicie geostacjonarnej. Koncepcję wykorzystania orbity geostacjonarnej do celów telekomunikacyjnych po raz pierwszy przedstawił autor science fiction Arthur C Clarke, stąd czasami nazywana jest orbitą Clarke'a. A zbiór satelitów na tej orbicie znany jest jako pas Clarke'a. Dziś jest używany do transmisji telekomunikacyjnych na całym świecie.
Orbita geostacjonarna znajduje się 35 786 km (22 236 mil) nad średnim poziomem morza, a orbita Clarke'a ma około 265 000 km (165 000 mil) długości.
Jaka jest różnica między orbitą geosynchroniczną a geostacjonarną?
• Orbita z okresem orbitalnym jednego dnia gwiezdnego jest znana jako orbita geosynchroniczna. Obiekt na tej orbicie pojawia się w tym samym miejscu podczas każdego cyklu. Jest zsynchronizowany z ruchem obrotowym Ziemi, stąd określenie orbita geosynchroniczna.
• Orbita geosynchroniczna leżąca w płaszczyźnie równika Ziemi jest znana jako orbita geostacjonarna. Obiekt na orbicie geostacjonarnej wydaje się być unieruchomiony tuż nad punktem na Ziemi i wydaje się, że jest nieruchomy względem Ziemi. W związku z tym. termin orbita geostacjonarna.
