Все мы смотрим спутниковое телевидение. Давайте разберемся как это все работает. Совсем просто это выглядет так: на околоземной орбите вращаются куча спутников и на каждый из них направлена большая антена на земле, которая принимает все, что посылает к ней спутник. Спутники вращаются по орбите только над экватором. Это самое удобное место с точки зрения действующих на них сил.
Важно, чтобы спутник «висел» над одним и тем же местом поверхности земли. Для это он должен вращаться по геостационарной орбите, то есть совершать один оборот за 24 часа.
Из этих данных по формулам школьной физики можно вычислить на какой высоте это происходит. В идеальном случае на него действует только сила гравитации.
F=ma (второй закон Ньютона).
Fg=GmM/r^2, (сила гравитации)
где ускорение равно a=V^2/r.
Если все сократить в этих двух формулах, получим: r=35 786 км-расстояние от центра земли. Чтобы вывести спутник на геостационарную орбиту ему надо придать первую космическую скорость при запуске, то есть
Как собирают и запускают в космос спутники связи
V=7,9 км/с. После того как поднимают спутник на должную высоту, его надо развернуть и направить по касательной к орбите. На что тратится очень много топлива.
Понятно, что все хотят занять на этой орбите место. И на данной момент там почти не осталось свободного места. Чем же определяется то место на небе, которое без проблем может занять спутник? Сегодня геопояс выглядит следующим образом:
Я упомянул ранее, что на земле стоят большие антенны, направленные на спутник. На сегодняшний день принятый в мире стандарт это диаметр 9 метров. А в антеннах действует обратное правило, чем больше антена, тем уже телесный угол, который она покрывает. девятиметровой антенне соответствует телесный угол 0.1 градус. Для такой орбиты-это кубик со стороной 700 километров ребро.
То есть с точки зрения антенны, спутник должен все время находится в этом кубике, иначе он выйдет за рамки видения и для антенны сигнал пропадет. Если антенна собьется хотя бы на 0.1 градус, то нужно будет ее опять поправлять.
Кто же занимается раздачей мест на геоорбите? При ООН действует международный союз электросвязи, вот он и ведает распределением места и использования радиочастот на геоорбите. Понятно, что любая страна или организация хочет получить кусок орбиты , желательно, над своей головой. МСЭ на это не обязуется, единственно что она дает-прямую видимость между спутником и клиентом.
Я не просто так выделил место и частоты, дело в том, что можно подать заявку на определенный кусок орбиты, но не на весь диапазон частот. И может прийти другая страна и подать заявку на незанятые частоты. Это то, что произошло с Израилем. В Израиле поздно спохватились и поняли важность занятия мест на орбите.
Мы застолбили место под Амосы на 4-ом градусе западной долготы, но только на часть частот, пришли норвежцы и заняли свободные частоты. Теперь для более продвинутых спутников Амос, нет дополнительных свободных частот. По правилам, после заявки есть семь лет на то, чтобы запустить туда спутник, если страна или организация этого не делает, то заявка стирается.
Основы орбитальной механики | Как в космосе летают спутники
И другая страна может встать на очередь на это место. У Израиля было еще одно место: 67 градус восточной долготы (где-то над Индией), но мы ее профукали. Кстати, этот участок для Израиля удобней.
Теперь рассмотрим сам спутник и его питание. На спутнике установлены солнечные батареи. Энергия солнца нужна для совершений маневров на орбите и для коррекции курса. Спрашивается, а зачем вообще нужно корректировать курс спутника? По-английски, это называется orbital station keeping.
Запустил его на орбиту и пусть себе висит на землей. Все не так просто, как оно звучит. Есть три фактора, которые действуют на спутник и пытаются его сместить с той точки, где он находится. Первый фактор: масса земли (железное ядро)распределена не равномерно, она сильно сдвинута в определенном направлении. То есть на спутник все время действует сила в одном и том же направлении.
Надо вносить постоянно поправку. В принципе, на орбите есть две точки, где нет влияния негомогенности распределения геомассы. Если бы это был единственный фактор, то это были бы самые дорогие точки орбиты. Но это не единственный фактор. Есть два фактора раз в 100 более мощные, которые действуют на все спутники. Это Солнце и Луна.
Причем они все время смещают спутник по тому кубику, в котором он находится на запад и на север. И поэтому приходится включать ионный двигатель раз в две недели и перед тем, как спутник покинет окончательно свой сектор возращать его на восточный край. И так он дрейфует по кубику туда-сюда. Это нормально, пока его ловят самые большие антенны, связь не пропадает.
И еще один фактор, который мешает передаче сигнала. Дело в том, что эклиптика и орбита пересекаются под углом в 23.5 градусов. Скорее всего что-то хорошо врезалось в землю и перераспределило массу внутри и сдвинула плоскость вращения земли. Так получается, что эти плоскости совпадают дважды в год, в дни весеннего и осеннего равнодействий.
И тогда час в сутки спутник находится в тени земли. И на этот «темный » час требуются аккумуляторы, которые заряжаются от солнечных батарей. Где-то за 7 часов, после выхода из тени, батареи полностью заряжаются и их хватает на следующее солнечное затмение.
Затмения спутника. Март и октябрь.
Энергия спутнику требуется еще для постоянной поправки направленности солнечных батарей. Они должны быть все время направлены к солнцу. То есть они каждый день должны делать полный оборот. Обычный спутник рассчитан на 15 лет нахождения на орбите. И все это время он не поможет быть починен, подвергается жесткому космическому излучению.
За счет того, что он находится почти в вакууме, теплообмен между аккумулятором затруднен. И это очень опасно. Батареи требуют строгого соблюдения температурного режима. А если подумать, что с одной стороны батареи нагреты до 200 градусов, а с другой минус 150 градусов, то можно понять уровень инженерных задач, которые стоят перед конструкторами спутников.
И не смотря на все сложности, у каждой семьи дома стоит спутниковое телевидение. Спасибо техническому прогрессу!
Источник: kak-eto-sdelano.ru
Орбиты движения искусственных спутников Земли
В космическом пространстве над Землёй спутники движутся по определённым траекториям, называемые орбиты движения искусственных спутников Земли. Орбита – это траектория движения (или в переводе с латинского “путь, дорога”) какого-либо материального объекта (в нашем случае спутника) вперёд по заранее заданной системе пространственных координат с учётом конфигурации силовых полей, действующих на него.
Осуществляется движение искусственных спутников Земли (ИСЗ) по трём орбитам: полярной, наклонной и экваториальной (геостационарная).
Полярная орбита имеет угловой градус наклонения равный 90°(обозначается буквой «i» от англ. inclination) по отношению к плоскости экватора. Этот угол ещё измеряется в минутах и секундах. Полярная орбита бывает синхронной и квазисинхронной.
Наклонная же орбита расположена между полярной и экваториальной орбитами искусственных спутников Земли, образующая смещённый острый угол.
Главный и существенный недостаток полярной и наклонной орбиты в том, что спутник постоянно находится в движении по своей орбите, поэтому для отслеживания его положения антенну необходимо постоянно подстраивать для получения спутникового сигнала. Для автоматизированной подстройки антенны к положению спутника существуют специальные дорогостоящие оборудования, которые очень сложно установить и в дальнейшем обслуживать.
Геостационарная орбита (её ещё называю экваториальной) имеет нулевое отклонение и находится в плоскости экватора нашей планеты. Спутник, движущийся по ней совершает полный виток, равный тому времени, за которое Земля вращается вокруг своей оси. То есть по отношению к наземному наблюдателю такой спутник будет казаться неподвижным в одной точке.
1-Геостационарная орбита (ГСО) или экваториальная орбита.
Высота над поверхностью Земли геостационарной орбиты (ГСО) равна 35876 км, радиус 42241 км, а её протяжённость (длина) равна 265409 км. Необходимо учитывать эти параметры при выведения спутника на ГСО и тогда можно будет достичь такой неподвижности по отношению к наблюдателю, находящемся на Земле.
Именно геостационарную орбиту используют для запуска большинства спутников коммерческого назначения. Скорость движения спутника по ГСО примерно равна 3000 м/с.
Помимо сильных есть у геостационарной орбиты и слабая сторона: на приполярных районах Земли угол местности очень мал, поэтому передача сигнала становится невозможным – в связи с перенасыщением геостационарной орбиты, которое происходит из-за скопления нескольких спутников с небольшим расстоянием друг от друга.
Для спутникового телевидения используются спутники, находящиеся на ГСО, поэтому антенна пользователя неподвижна. Чем ближе широта к северу, тем меньше можно спутников принять.
Обычно спутниковая антенна настраивается по двум координатам: азимуту (отклонение самого спутника от направления в сторону “Север” и плоскостью горизонта, определяемая по часовой стрелке) и углу места (угол между плоскостью горизонта и направлением на спутник).
Поделись материалом с друзьями:
Источник: prosputnik.ru
Геостационарная орбита
Круговая орбита над экватором Земли, следуя направлению вращения Земли Два геостационарных спутника на одной орбите Вид 5 ° × 6 ° на часть геостационарного пояса, показывающий несколько геостационарных спутников. Те, у которых угол наклона 0 °, образуют диагональный пояс поперек изображения; Над этой линией видны несколько объектов с небольшим наклоном к экватору. Спутники точечные, в то время как звезды образовали небольшие следы из-за вращения Земли.
A геостационарной орбиты, также называемой геостационарной экваториальной орбитой (GEO ), является круговой геосинхронной орбитой в 35,786 км (22,236 миль) над экватором Земли и следует в направлении Вращение Земли.
Объект на такой орбите имеет период обращения, равный периоду вращения Земли, один звездный день, и поэтому наземным наблюдателям он кажется неподвижным, в фиксированном положении в небе. Концепция геостационарной орбиты была популяризирована писателем-фантастом Артуром Кларком в 1940-х годах как способ революционизировать телекоммуникации, и первый спутник, который будет размещен в таком виде орбита была запущена в 1963 году.
Спутники связи часто размещаются на геостационарной орбите, так что земные спутниковые антенны (расположенные на Земле) не должны вращаться, чтобы отслеживать их, но могут быть постоянно указывает на то место на небе, где расположены спутники. Метеорологические спутники также размещаются на этой орбите для мониторинга и сбора данных в реальном времени, а навигационные спутники — для определения известной точки калибровки и повышения точности GPS.
Геостационарные спутники запускаются по временной орбите и размещаются в слоте над определенной точкой на поверхности Земли. Орбита требует некоторого стационарного обслуживания, чтобы сохранить свое положение, и современные выведенные из эксплуатации спутники помещены на более высокую орбиту кладбища, чтобы избежать столкновений.
История
Syncom 2, первый геосинхронный спутник
Первое появление геостационарного спутника Орбита в популярной литературе упоминается в октябре 1942 года в первом рассказе Равносторонняя Венера, написанном Джорджем О. Смитом, но Смит не вдавался в подробности. Британский научный фантаст автор Артур Кларк популяризировал и расширил эту концепцию в статье 1945 года, озаглавленной «Внеземные ретрансляторы — могут ли ракетные станции обеспечить всемирное радиопокрытие?», Опубликованной в Wireless Журнал World. Кларк признал эту связь в своем предисловии к «Полной равносторонней Венере». Орбиту, которую Кларк впервые описал как полезную для спутников радиовещания и ретрансляции, иногда называют орбитой Кларка. Точно так же набор искусственных спутников на этой орбите известен как Пояс Кларка.
В технической терминологии орбита упоминается как геостационарная или геостационарная экваториальная орбита, причем термины используются в некоторой степени взаимозаменяемо.
Первый геостационарный спутник был разработан Гарольдом Розеном, когда он работал в Hughes Aircraft в 1959 году. Вдохновленный Спутником 1, он хотел использовать геостационарный спутник для глобализации связи. Телекоммуникации между США и Европой тогда были возможны только для 136 человек одновременно, и полагались на высокочастотные радиостанции и подводный кабель.
. В то время считалось, что для этого также потребуется большая ракета мощность для вывода спутника на геостационарную орбиту, и она не сможет выжить достаточно долго, чтобы оправдать затраты, поэтому вначале были предприняты усилия по созданию группировок спутников в низком или средняя околоземная орбита. Первыми из них были пассивные спутники с воздушным шаром Echo в 1960 году, за которыми последовал Telstar 1 в 1962 году. Хотя у этих проектов были трудности с уровнем сигнала и отслеживанием, которые можно было решить с помощью геостационарных спутников. концепция считалась непрактичной, поэтому Хьюз часто отказывался от средств и поддержки.
К 1961 году Розен и его команда создали цилиндрический прототип диаметром 76 см (30 дюймов) и высотой 38 см ( 15 дюймов), весом 11,3 кг (25 фунтов), легкий и достаточно маленький, чтобы вывести его на орбиту. Он был стабилизирован спином с помощью дипольной антенны, формирующей форму волны в форме блина. В августе 1961 года с ними был заключен контракт на создание настоящего спутника. Они потеряли Syncom 1 из-за отказа электроники, но Syncom 2 был успешно выведен на геостационарную орбиту в 1963 году. Хотя его наклонная орбита по-прежнему требовала подвижных антенн, это было имел возможность ретранслировать телевизионные передачи и разрешил президенту США Джону Ф. Кеннеди звонить премьер-министру Нигерии Абубакару Тафава Балева с корабля 23 августа 1963 года.
Первым спутником, выведенным на геостационарную орбиту, был Syncom 3, который был запущен ракетой Delta D в 1964 году. Благодаря увеличенной полосе пропускания, этот спутник мог передавать прямую трансляцию Летние Олимпийские игры от Японии до Америки. С тех пор геостационарные орбиты широко используются, в частности, для спутникового телевидения.
Сегодня существуют сотни геостационарных спутников, обеспечивающих дистанционное зондирование и связь.
Хотя сейчас большинство населенных пунктов суши на планете иметь наземные средства связи (микроволновая печь, оптоволоконный ), с доступом к телефонной связи, охватывающим 96% населения, и доступом к Интернету 90%, некоторые сельские и отдаленные районы в развитых странах все еще зависят по спутниковой связи.
Использует
Большинство коммерческих спутников связи, вещательных спутников и спутников SBAS работают на геостационарных орбитах.
Связь
Геостационарные спутники связи полезны, потому что они видны с большой площади земной поверхности, простирающейся на 81 ° как по широте, так и по долготе. Они кажутся неподвижными в небе, что избавляет наземные станции от необходимости иметь подвижные антенны. Это означает, что наземные наблюдатели могут устанавливать небольшие, дешевые и стационарные антенны, которые всегда направлены на нужный спутник. Однако задержка становится значительной, поскольку для прохождения сигнала от наземного передатчика на экваторе к спутнику и обратно требуется около 240 мсек. Эта задержка создает проблемы для приложений, чувствительных к задержкам, таких как голосовая связь, поэтому спутники геостационарной связи в основном используются для однонаправленных развлечений и приложений, где альтернативы с низкой задержкой недоступны.
Геостационарные спутники находятся прямо над экватором и появляются ниже в небе до наблюдателя ближе к полюсам. По мере увеличения широты наблюдателя связь становится более сложной из-за таких факторов, как атмосферная рефракция, тепловое излучение Земли, препятствия на прямой видимости и отражения сигналов от земли или близлежащих структур.. На широтах выше примерно 81 ° геостационарные спутники находятся ниже горизонта и их вообще нельзя увидеть. По этой причине на некоторых российских спутниках связи использовались орбиты эллиптических Молния и Тундра, которые имеют отличную видимость на высоких широтах.
Метеорология
Всемирная сеть оперативных геостационарных метеорологических спутников используется для получения видимых и инфракрасных изображений земной поверхности и атмосферы для наблюдения за погодой, океанография и отслеживание атмосферы. По состоянию на 2019 год в работе или в режиме ожидания находится 19 спутников. Эти спутниковые системы включают:
- серию GOES США, эксплуатируемую NOAA
- серию Meteosat, запущенную Европейским космическим агентством и эксплуатируется Европейской организацией метеорологических спутников EUMETSAT
- Республика Корея COMS-1 и многоцелевые спутники.
- российские Elektro-L спутники
- японская Himawari серия
- китайская Fengyun серия
- индийская INSAT серия
Эти спутники обычно делают снимки в видимом и инфракрасном спектрах с пространственным разрешением от 0,5 до 4 квадратных километров. Охват обычно составляет 70 °, а в некоторых случаях и меньше.
Изображения с геостационарных спутников использовались для отслеживания вулканического пепла, измерения температуры верхней границы облаков и водяного пара, океанографии, измерение температуры земли и растительного покрова, облегчение прогнозирования пути циклона циклона и предоставление покрытия облаков в реальном времени и других данных отслеживания. Некоторая информация была включена в модели метеорологического прогнозирования, но из-за их широкого поля зрения, постоянного мониторинга и низкого разрешения изображения с геостационарных спутников погоды в основном используются для краткосрочных прогнозов и прогнозов в реальном времени.
Навигация
Зоны обслуживания спутниковых систем функционального дополнения (SBAS).
Геостационарные спутники могут использоваться для дополнения систем GNSS посредством ретрансляции часов, эфемериды и ионосферная коррекция ошибок (вычисленная из наземных станций известной позиции) и обеспечивает дополнительный опорный сигнал. Это повышает точность позиционирования примерно с 5 м до 1 м или меньше.
Прошлые и современные навигационные системы, использующие геостационарные спутники, включают:
- Систему расширения зоны действия (WAAS), управляемую СШАФедеральное управление гражданской авиации (FAA);
- Европейская геостационарная навигационная служба (EGNOS), управляемая (от имени EUGSA );
- Многофункциональная спутниковая система дополнения (MSAS), эксплуатируемая ЯпонскимМинистерством земли, Инфраструктура и транспортБюро гражданской авиации Японии (JCAB);
- Система GPS Aided Geo Augmented Navigation (GAGAN), эксплуатируемая Индия.
- Коммерческая навигационная система StarFire, эксплуатируемая John Deere и Positioning Solutions (Oceaneering );
- Коммерческая и система OmniSTAR, управляемая Fugro.
Реализация
Запуск
Пример перехода n с временного GTO на GSO.. EchoStar XVII ·Земля.
Геостационарные спутники запускаются на восток на прямую орбиту, которая соответствует скорости вращения экватора. Наименьший наклон, на который может быть запущен спутник, — это широта стартовой позиции, поэтому запуск спутника близко к экватору ограничивает величину изменения наклона, которая потребуется позже. Кроме того, запуск с близкого расстояния к экватору позволяет скорости вращения Земли дать спутнику ускорение. На стартовой площадке должна быть вода или пустыня на востоке, чтобы любые вышедшие из строя ракеты не упали на населенный пункт.
Большинство ракет-носителей помещают геостационарные спутники непосредственно в геостационарную передачу орбита (GTO), эллиптическая орбита с апогеем на высоте GEO и низким перигеем . Затем бортовой движитель спутника используется для поднятия перигея, циркулярности и достижения GEO.
Распределение орбит
Все спутники на геостационарной орбите должны занимать одно кольцо над экватором. Требование разносить эти спутники друг от друга, чтобы избежать вредных радиочастотных помех во время работы, означает, что имеется ограниченное количество доступных орбитальных слотов, и, таким образом, только ограниченное количество спутников может работать на геостационарной орбите. Это привело к конфликту между разными странами, желающими получить доступ к одним и тем же орбитальным позициям (страны с одинаковой долготой, но разными широтой ) и радиочастотами. Эти споры разрешаются посредством механизма распределения Международного союза электросвязи в соответствии с Регламентом радиосвязи. В Боготской декларации 1976 года восемь стран, расположенных на экваторе Земли, заявили о своем суверенитете над геостационарными орбитами над своей территорией, но эти претензии не получили международного признания.
Предложение Statite
A statite — гипотетический спутник который использует радиационное давление от Солнца против солнечного паруса для изменения своей орбиты.
Он будет удерживать свое местоположение над темной стороной Земли на широте примерно 30 градусов. Статит неподвижен относительно системы Земля и Солнце, а не по сравнению с поверхностью Земли, и может уменьшить скопление в геостационарном кольце.
Списанные спутники
Для геостационарных спутников требуется некоторое станции сохраняют, чтобы сохранить свои позиции, и как только у них заканчивается топливо для двигателей, они обычно уходят на пенсию. Транспондеры и другие бортовые системы часто переживают топливо двигателя малой тяги, и, позволяя спутнику двигаться естественным образом на наклонную геосинхронную орбиту, некоторые спутники могут оставаться в использовании или же быть подняты на кладбищенскую орбиту. Этот процесс становится все более регулируемым, и спутники должны иметь 90% -ную вероятность перемещения на 200 км над геостационарным поясом в конце срока службы.
Космический мусор
Компьютерное изображение космического мусора. Показаны два поля космического мусора: вокруг геостационарного космоса и на низкой околоземной орбите.
Космический мусор на геостационарной орбите обычно имеет более низкую скорость столкновения, чем на низкой околоземной орбите, поскольку все спутники GEO обращаются по орбите в одной плоскости, высоте и скорости; однако наличие спутников на эксцентрических орбитах допускает столкновения со скоростью до 4 км / с. Хотя столкновение сравнительно маловероятно, спутники GEO имеют ограниченную способность избегать любых обломков.
Обломки диаметром менее 10 см не видны с Земли, что затрудняет оценку их распространенности.
Несмотря на усилия по снижению риска, столкновения космических кораблей все же произошли. Телекоммуникационный спутник Европейского космического агентства Олимп-1 был сбит метеороидом 11 августа 1993 года и в конечном итоге переместился на орбиту кладбища, а в 2006 году российский спутник связи Экспресс-АМ11 был сбит неизвестным объектом и вышел из строя, хотя у его инженеров было достаточно времени контакта со спутником, чтобы отправить его на орбиту кладбища. В 2017 году оба AMC-9 и разошлись по неизвестной причине.
Свойства
Типичная геостационарная орбита имеет следующие свойства:
- Наклонение: 0 °
- Период: 1436 минут (один сидерический день )
- Эксцентриситет: 0
- Аргумент перигея: undefined
- Большая полуось : 42,164 км
Наклон
Нулевое наклонение гарантирует, что орбита всегда остается над экватором, что делает ее неподвижной по отношению к широте с точки зрения наземного наблюдателя (и в справочном документе ECEF кадр).
Период
Орбитальный период равен ровно одному звездному дню. Это означает, что спутник будет возвращаться в ту же точку над поверхностью Земли каждый (звездный) день, независимо от другие орбитальные свойства. В частности, для геостационарной орбиты он обеспечивает сохранение той же долготы во времени. Этот период обращения, T, напрямую связан с большой полуосью орбиты по формуле:
a — длина большой полуоси орбиты μ — это стандартный гравитационный параметр центрального тела
Эксцентриситет
Эксцентриситет равен нулю, что дает круговая орбита. Это гарантирует, что спутник не приближается или не удаляется от Земли, что может привести к его отслеживанию взад и вперед по небу.
Орбитальная стабильность
Геостационарная орбита может быть достигнута только на высоте, очень близкой к 35 786 км (22 236 миль) и прямо над экватором. Это соответствует орбитальной скорости 3,07 километра в секунду (1,91 мили в секунду) и периоду обращения 1436 минут, одному звездным дням. Это гарантирует, что спутник будет соответствовать периоду вращения Земли и будет иметь постоянную зону покрытия на земле. Все геостационарные спутники должны быть расположены на этом кольце.
Сочетание лунной гравитации, солнечной гравитации и сплющивания Земли на ее полюсах вызывает прецессию движение плоскости орбиты любого геостационарного объекта с периодом обращения около 53 лет и начальным градиентом наклона около 0,85 ° в год с достижением максимального наклона 15 ° через 26,5 лет. Чтобы исправить это возмущение, необходимы регулярные маневры по удержанию орбитальной станции, составляющие дельта-v примерно 50 м / с в год.
Второй эффект, который следует принять во внимание, — это продольный дрейф, вызванный асимметрией Земли — экватор имеет слегка эллиптическую форму. Имеются две устойчивые точки равновесия (75,3 ° в.д. и 108 ° з.д.) и две соответствующие нестабильные точки (165,3 ° в.д. и 14,7 ° з.д.). Любой геостационарный объект, расположенный между точками равновесия, будет (без каких-либо действий) медленно ускоряться в направлении устойчивого положения равновесия, вызывая периодическое изменение долготы. Коррекция этого эффекта требует маневров по удержанию станции с максимальной дельта-v около 2 м / с в год, в зависимости от желаемой долготы.
Солнечный ветер и излучение давление также оказывает на спутники небольшие силы: со временем они заставляют их медленно уходить с заданных орбит.
В отсутствие сервисных миссий с Земли или возобновляемого метода движения, потребление Топливо для двигателей малой тяги для удержания на станции накладывает ограничение на срок службы спутника. Двигатели на эффекте Холла, которые используются в настоящее время, могут продлить срок службы спутника за счет обеспечения высокой эффективности электрической тяги.
Определение геостационарной высоты
Сравнение геостационарная околоземная орбита с GPS, ГЛОНАСС, Galileo и Компас (средняя околоземная орбита) спутниковая навигационная система орбиты с орбитами Международной космической станции, космического телескопа Хаббла и созвездия Иридиум и номинальным размером Земли. Орбита Луны примерно в 9 раз больше (по радиусу и длине), чем геостационарная орбита.
Для круговых орбит вокруг тела центростремительная сила, необходимая для поддержания орбиты. (F c) равно гравитационной силе, действующей на спутник (F g):
где F g — гравитационная сила, действующая между двумя объектами, M E — масса Земли, 5,9736 × 10 кг, м с — масса спутника, r — расстояние между центрами их масс, а G — гравитационная постоянная, (6,67428 ± 0,00067) × 10 м кг с.
Величина ускорения (a) тела, движущегося по кругу, определяется как:
где v — величина скорости (т. е. скорость) е спутник. Из Второго закона движения Ньютона центростремительная сила F c определяется как:
где T — период обращения (т.е. один звездный день), равный 86164,09054 с. Это дает уравнение для r:
Произведение GM E известно с гораздо большей точностью, чем любой фактор в отдельности; она известна как геоцентрическая гравитационная постоянная μ = 398 600,4418 ± 0,0008 км / с. Следовательно,
Итоговый радиус орбиты составляет 42 164 километра (26 199 миль). Вычитание экваториального радиуса Земли, 6 378 километров (3963 мили), дает высоту 35 786 километров (22 236 миль).
Орбитальная скорость вычисляется путем умножения угловой скорости на радиус орбиты. :
Марс
То же метода, мы можем определить высоту орбиты для любой подобной пары тел, включая ареостационарную орбиту объекта по отношению к Марсу, если предположить, что он сферический (что он не является). гравитационная постоянная GM (μ) для Марса имеет значение 42 830 км, его экваториальный радиус составляет 3389,50 км, а известный период вращения (T) планеты составляет 1,02595676 земных дней ( 88 642,66 секунды). Используя эти значения, орбитальная высота Марса равна 17 039 км.
См. Также
- Портал космических полетов
- Список орбит
- Список спутников на геосинхронной орбите
- Поддержание орбитальной станции
- Космический лифт, который в конечном итоге достигает геостационарной орбиты
Примечания
Ссылки
Эта статья включает материалы общественного достояния из документа Администрации общих служб : «Федеральный стандарт 1037C».(в поддержку MIL-STD-188 )
Внешние ссылки
- Как вывести спутник на геостационарную орбиту
- Orbital Mechanics (Ракетно-космические технологии)
- Список спутников на геостационарной орбите
- Калькулятор моментального снимка пояса Кларка
- Трехмерное слежение за спутниками в реальном времени
- Обзор геостационарной спутниковой орбиты
- Ежедневная анимация Земли, сделанная геостационаром Фотографии со спутника Electro L Спутник ежедневно делает 48 снимков планеты.
- Орбитальная механика для студентов инженерных специальностей
Источник: alphapedia.ru