Разлика между геосинхронна и геостационарна орбита

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 08:37

Геосинхронна срещу геостационарна орбита

Орбита е извита пътека в пространството, в която небесните обекти са склонни да се въртят. Основният принцип на орбитата е тясно свързан с гравитацията и той не е бил ясно обяснен, докато не е публикувана теорията за гравитацията на Нютон.

За да разберете принципа, помислете за топка, прикрепена към низ, завъртяна с постоянна дължина на струната. Ако топката се върти с по-ниска скорост, топката няма да завърши цикли, а ще се срути. Ако топката се върти с много висока скорост, струната ще се скъса и топката ще се щракне. Ако държите струната, ще почувствате изтеглянето на топката върху ръката. Това усилие на топката да се отдалечи се противодейства на опъването на струната чрез изтеглянето й назад и топката започва да се движи в кръгове. Има специфична скорост, с която трябва да се въртите, така че тези противоположни сили са в баланс и когато се справят, пътят на топката може да се разглежда като орбита.

Този принцип зад този прост пример може да се приложи към много по-големи обекти като планети и луни. Гравитацията действа като центростремителната сила и задържа обекта, който се опитва да се отдалечи, в орбита, елипсовидния път в пространството. Нашето Слънце държи планетите около себе си и планетите държат луните около него по същия начин. Времето, необходимо на обект в орбитата да завърши един цикъл, е известно като орбитален период. Например, Земята има орбитален период от 365 дни.

Геосинхронната орбита е орбита около Земята с орбитален период от един сидеричен ден, а геостационарната орбита е специален случай на геосинхронна орбита, където те са разположени точно над екватора.

Повече за геосинхронната орбита

Помислете отново за топката и връвта. Ако дължината на струната е къса, топката се върти по-бързо, а ако струната е по-дълга, тя се върти по-бавно. Аналогично орбитите с по-малък диаметър имат по-бързи орбитални скорости и по-кратки орбитални периоди. Ако диаметърът е по-голям, орбиталната скорост е по-бавна, а орбиталният период е по-дълъг. Например Международната космическа станция, която е в ниска земна орбита, има период от 92 минути, а луната има орбитален период от 28 дни.

Между тези крайности има специфично разстояние от земята, където орбиталният период е равен на периода на въртене на земята. С други думи, орбиталният период на обект в тази орбита е един сидеричен ден (приблизително 23h 56m) и следователно ъгловата скорост на земята и обекта е подобна. Един интересен резултат от това е, че всеки ден по едно и също време сателитът ще бъде в една и съща позиция. Той е синхронизиран с въртенето на Земята, следователно и геосинхронната орбита.

Всички геосинхронни земни орбити, независимо дали са кръгови или елипсовидни, имат полу-голяма ос от 42 164 км.

Повече за геостационарната орбита

Геосинхронна орбита в равнината на земния екватор е известна като геостационарна орбита. Тъй като орбитата е в равнината на екватора, тя има допълнително свойство, различно от това да бъде в същото положение по едно и също време. Когато обект в орбитата се движи, земята също се движи успоредно на него. Следователно изглежда, че обектът винаги е над една и съща точка, винаги. Сякаш обектът е фиксиран точно над някаква точка на земята, вместо да го обикаля.

Почти всички комуникационни спътници са поставени в геостационарната орбита. Концепцията за използване на геостационарната орбита за телекомуникация е представена за първи път от научно-фантастичния автор Артър С Кларк, поради което понякога наричан Орбита на Кларк. А колекцията от спътници в тази орбита е известна като пояс на Кларк. Днес той се използва за телекомуникационно предаване по целия свят.

Геостационарната орбита е разположена на 35 786 км (22 236 мили) над средното морско равнище, а орбитата на Кларк е дълга около 265 000 км (165 000 мили).

Каква е разликата между геосинхронна и геостационарна орбита?

• Орбита с орбитален период от един сидеричен ден е известна като геосинхронна орбита. Обект в тази орбита се появява в една и съща позиция по време на всеки цикъл. Той е синхронизиран с въртенето на Земята, откъдето идва и терминът геосинхронна орбита.

• Геосинхронна орбита, разположена в равнината на земния екватор, е известна като геостационарна орбита. Обект в геостационарна орбита изглежда е фиксиран точно над точка на земята и изглежда неподвижен спрямо земята. Следователно. терминът геостационарна орбита.