Ģeosinhronā vs ģeostacionārā orbīta
Orbīta ir izliekts ceļš kosmosā, kurā mēdz rotēt debesu objekti. Orbītas pamatprincips ir cieši saistīts ar gravitāciju, un tas netika skaidri izskaidrots, kamēr netika publicēta Ņūtona gravitācijas teorija.
Lai saprastu principu, apsveriet bumbu, kas piestiprināta virknei, kas pagriezta ar nemainīgu virknes garumu. Ja bumba rotē lēnāk, bumba nepabeigs ciklus, bet sabruks. Ja bumba griežas ļoti lielā ātrumā, aukla saplīsīs, un bumba nofiksēsies. Ja jūs turat auklu, jūs sajutīsit bumbas vilkšanu uz rokas. Šo bumbas mēģinājumu attālināties novērš auklas spriedze, pavelkot to atpakaļ, un bumba sāk kustēties pa apļiem. Ir īpašs ātrums, ar kuru jums jāgriežas, tāpēc šie pretējie spēki ir līdzsvarā, un, kad tas notiek, bumbas ceļu var uzskatīt par orbītu.
Šo šī vienkāršā piemēra principu var piemērot daudz lielākiem objektiem kā planētām un pavadoņiem. Gravitācija darbojas kā centrālais spēks un objektu, kurš mēģina attālināties, orbītā notur elipsveida ceļu kosmosā. Mūsu Saule tur planētas ap to, un planētas tādā pašā veidā tur arī apkārt esošos Mēness. Laiks, kas vajadzīgs, lai objekts orbītā pabeigtu vienu ciklu, tiek dēvēts par orbitālo periodu. Piemēram, zemes orbītas periods ir 365 dienas.
Ģeosinhronā orbīta ir orbīta ap Zemi, kuras orbītas periods ir viena siderāla diena, un ģeostacionārā orbīta ir īpašs ģeosinhronās orbītas gadījums, kad tās atrodas tieši virs ekvatora.
Vairāk par ģeosinhrono orbītu
Apsveriet bumbu un stīgu vēlreiz. Ja virknes garums ir mazs, bumba rotē ātrāk, un, ja virkne ir garāka, tā griežas lēnāk. Analogiski orbītām ar mazāku diametru ir ātrāki orbītas ātrumi un īsāki orbītas periodi. Ja diametrs ir lielāks, orbītas ātrums ir lēnāks un orbītas periods ir garāks. Piemēram, Starptautiskās kosmosa stacijas, kas atrodas zemā zemes orbītā, periods ir 92 minūtes, bet Mēness orbītas periods ir 28 dienas.
Starp šīm galējībām ir noteikts attālums no zemes, kur orbītas periods ir vienāds ar zemes rotācijas periodu. Citiem vārdiem sakot, objekta orbītas periods šajā orbītā ir viena siderāla diena (aptuveni 23h 56m), un līdz ar to zemes un objekta leņķiskais ātrums ir līdzīgs. Viens interesants rezultāts ir tāds, ka katru dienu un tajā pašā laikā satelīts atradīsies vienā pozīcijā. Tas ir sinhronizēts ar zemes rotāciju, līdz ar to arī ģeosinhrono orbītu.
Visām ģeosinhronajām zemes orbītām, neatkarīgi no tā, vai tās ir apļveida vai eliptiskas, daļēji galvenā ass ir 42 164 km.
Vairāk par ģeostacionāro orbītu
Ģeosinhrono orbītu Zemes ekvatora plaknē sauc par ģeostacionāru orbītu. Tā kā orbīta atrodas ekvatora plaknē, tai ir papildu īpašība, izņemot to, ka tā vienlaikus atrodas vienā un tajā pašā stāvoklī. Kad objekts orbītā pārvietojas, arī zeme virzās paralēli tam. Tāpēc šķiet, ka objekts vienmēr atrodas virs tā paša punkta. Tas ir tā, it kā objekts būtu fiksēts tieši virs kāda zemes punkta, nevis riņķo ap to.
Gandrīz visi sakaru pavadoņi ir izvietoti ģeostacionārajā orbītā. Ģeostacionārās orbītas izmantošanas telekomunikāciju koncepciju vispirms iepazīstināja zinātniskās fantastikas autors Arturs Klerks (Arthur C Clarke), tāpēc dažreiz to sauc par Klārka orbītu. Un satelītu kolekcija šajā orbītā ir pazīstama kā Clarke josta. Mūsdienās to izmanto telekomunikāciju pārraidei visā pasaulē.
Ģeostacionārā orbīta atrodas 35 786 km (22 236 jūdzes) virs vidējā jūras līmeņa, bet Klarka orbīta ir aptuveni 265 000 km (165 000 jūdzes) gara.
Kāda ir atšķirība starp ģeosinhrono un ģeostacionāro orbītu?
• Orbītu ar vienas siderālās dienas orbītas periodu sauc par ģeosinhrono orbītu. Objekts šajā orbītā katra cikla laikā parādās tajā pašā pozīcijā. Tas ir sinhronizēts ar zemes rotāciju, līdz ar to arī termins ģeosinhronā orbīta.
• Ģeosinhrono orbītu, kas atrodas Zemes ekvatora plaknē, sauc par ģeostacionāro orbītu. Šķiet, ka objekts ģeostacionārā orbītā ir nostiprināts tieši virs zemes punkta, un, šķiet, tas ir nekustīgs attiecībā pret zemi. Tāpēc. termins ģeostacionārā orbīta.
