განსაზღვრეთ თანამგზავრის საშუალო ორბიტალური სიჩქარე. გეოსტაციონარული ორბიტა

ორბიტალური სიჩქარე- ორბიტინი გრეიტის სტატუსის T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Greitis, kuriuo kūnas arba daleė juda tam tikra orbita. ატიტიკმენის: ინგლ. ორბიტალური სიჩქარე vok. orbitale Geschwindigkeit, f rus. ორბიტალური სიჩქარე, პრანკი.…… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

ორბიტალური სიჩქარე- orbitinis greitis statusas T sritis fizika atitikmenys: ინგლ. ორბიტალური სიჩქარე vok. orbitale Geschwindigkeit, f rus. ორბიტალური სიჩქარე, f pranc. Vitesse orbitale, f … Fizikos Terminų žodynas

მოთხოვნა „მდგარი წერტილი“ გადამისამართებულია აქ; აგრეთვე სხვა მნიშვნელობები. დგომის წერტილი ან ორბიტალური პოზიცია არის თანამგზავრის პოზიცია, რომელიც მდებარეობს გეოსტაციონალურ ორბიტაზე. მას შემდეგ, რაც თანამგზავრი მდებარეობს ... ვიკიპედიაში

პირველი და მეორე გაქცევის სიჩქარის ანალიზი ისააკ ნიუტონის მიხედვით. ჭურვები A და B მიწაზე ვარდება. ჭურვი C მიდის წრიულ ორბიტაში, D ელიფსურ ორბიტაში. ჭურვი E მიფრინავს ღია სივრცე. პირველი გაქცევის სიჩქარე(წრიული... ვიკიპედია

პირველი და მეორე გაქცევის სიჩქარის ანალიზი ისააკ ნიუტონის მიხედვით. ჭურვები A და B მიწაზე ვარდება. ჭურვი C მიდის წრიულ ორბიტაში, D ელიფსურ ორბიტაში. ჭურვი E დაფრინავს კოსმოსში. მეორე გაქცევის სიჩქარე ( პარაბოლური სიჩქარე... ვიკიპედია

- (პირველი v1, მეორე v2, მესამე v3 და მეოთხე v4) ეს არის მინ... ვიკიპედია

მესამე გაქცევის სიჩქარე არის მინიმალური სიჩქარე, რომელიც უნდა მიეცეს სხეულს, რომელიც მდებარეობს დედამიწის ზედაპირთან ახლოს, რათა მან შეძლოს გადალახვა. გრავიტაციული მიზიდულობადედამიწა და მზე და დატოვონ მზის სისტემა. როცა... ... ვიკიპედია

ირმის ნახტომის მეოთხე კოსმოსური სიჩქარის მინიმალური საჭირო სიჩქარესხეული, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გადალახოთ გრავიტაცია ... ვიკიპედია

კოსმოსური ხომალდი დედამიწის გარშემო ბრუნავს

დაბალი საცნობარო ორბიტა(არა, დედამიწის დაბალი ორბიტა) არის კოსმოსური ხომალდის ორბიტა დედამიწის მახლობლად. სწორია ორბიტას "მინიშნება" ვუწოდოთ, თუ მოსალოდნელია მისი შეცვლა - სიმაღლის მატება ან დახრილობის ცვლილება. თუ მანევრები არ არის გათვალისწინებული ან კოსმოსურ ხომალდს საერთოდ არ აქვს საკუთარი მამოძრავებელი სისტემა, სასურველია გამოიყენოს სახელწოდება „დედამიწის დაბალი ორბიტა“. ზოგადად, კოსმოსური ხომალდი ითვლება საცნობარო ორბიტაზე, თუ ის მოძრაობს გაქცევის სიჩქარით და არის სიმაღლეზე, სადაც ატმოსფეროს ზედა ფენების შესაბამისი სიმკვრივე, როგორც პირველი მიახლოება, იძლევა წრიული ან ელიფსური მოძრაობის საშუალებას. ამავდროულად, მოწყობილობა შეიძლება იყოს ამ ტიპის ორბიტაზე მინიმუმ ერთი ორბიტაზე. საცნობარო ორბიტის ტიპიური პარამეტრები, მაგალითად, Soyuz-TMA კოსმოსური ხომალდის გამოყენებით, არის:

მინიმალური სიმაღლე ზღვის დონიდან (ზესიმაღლე) – 193 კმ,

მაქსიმალური სიმაღლე ზღვის დონიდან (wapogee) – 220 კმ,

დახრილობა - 51,6 გრადუსი,

მიმოქცევის პერიოდი დაახლოებით 88.3 წუთია.

სიმაღლის განსაზღვრისას არამნიშვნელოვანია მიუთითოთ დედამიწის რომელი მოდელიდან არის იგი გაზომილი. რუსული ბალისტიკა ტრადიციულად მიუთითებს სიმაღლეზე ელიფსოიდის ზემოთ, ხოლო ამერიკული - სფეროს ზემოთ, შედეგად, განსხვავება შეიძლება მიაღწიოს 20 კმ-ს (დაახლოებით შეესაბამება განსხვავებას დედამიწის ეკვატორულ და პოლარულ რადიუსებს შორის) და აპოგეის პოზიციებს; და პერიგეს შეუძლია გადაინაცვლოს.

ვინაიდან დედამიწის ყოველდღიური ბრუნვა ჩართულია გამშვები მანქანის ორბიტაზე გაშვებაში, ტვირთამწეობის მოცულობა დამოკიდებულია ორბიტის დახრილობაზე ეკვატორული სიბრტყისკენ. საუკეთესო პირობები მიიღწევა თუ არააქვს მიდრეკილება ეკვატორისკენ, რაც ემთხვევა გაშვების ადგილის გრძედს, საიდანაც განხორციელდა გაშვება. ორბიტალური სხვა დახრილობა იწვევს გამშვები მანქანის პარამეტრების შემცირებას ტვირთის ორბიტაში გაშვების შესაძლებლობის თვალსაზრისით. თუმცა, შეუძლებელია ყველა კოსმოდრომის გაშვება ენერგიულად ყველაზე ხელსაყრელი მიმართულებით, მაგალითად, ბაიკონურისთვის, რომლის გრძედი დაახლოებით 46 გრადუსია, შეუძლებელია გაშვება 48,5 გრადუსზე ნაკლები დახრილობის გამო; განცალკევებული რაკეტების ნაწილების დაცემის უბნების ადგილმდებარეობა (გამორიცხვის ზონები). ყველაზე ხშირად გამოყენებული დახრილობა ბაიკონურიდან გაშვებისთვის არის 51,6 გრადუსი, ქვედა დახრილობა იშვიათად გამოიყენება.

სიცოცხლის ხანგრძლივობა, ანუ კოსმოსური ხომალდის მიერ გატარებული დრო არა, დამოკიდებულია ხელოვნური ციური სხეულის ბალისტიკურ პარამეტრებზე და მზის აქტივობაზე ამ პერიოდში, რაც გავლენას ახდენს დედამიწის ატმოსფეროს ზედა ფენების სიმაღლეზე.

რაც უფრო დაბალია ორბიტა, მით მეტი მასატვირთი, რომელიც მას შეუძლია მიაწოდოს გამშვები მანქანა, ყველა სხვა თანაბარი. აქედან გამომდინარე, ხელსაყრელია საცნობარო ორბიტა რაც შეიძლება დაბალი იყოს. პრაქტიკაში, ორბიტალური ფრენის დრო (ატმოსფეროს მკვრივ ფენებში შესვლამდე) ერთ დღეზე ნაკლებმა შეიძლება გამოიწვიოს პრობლემები კოსმოსური ხომალდის ბორტზე წარუმატებლობის შემთხვევაში, ამიტომ ასეთი დაბალი ორბიტები პრაქტიკულად არ გამოიყენება. გარდა ამისა, საცნობარო ორბიტის მინიმალურ სიმაღლეზე გავლენას ახდენს ჩასმის შეცდომის მნიშვნელობა, რადგან საზომი ინსტრუმენტების, კონტროლისა და გარე ფაქტორების შეცდომების არახელსაყრელი კომბინაციით, ორბიტა შეიძლება აღმოჩნდეს ძალიან დაბალი და კოსმოსური ხომალდი დაბრუნდება. დედამიწის ატმოსფეროში და იწვება მანამ, სანამ მას მანევრირების დრო ექნება. თუმცა, ცნობილია მანქანების გაშვების შემთხვევები ორბიტაზე, რომელთა ორბიტალური პერიოდი 88 წუთზე ნაკლებია და პერიგეის სიმაღლე 121-150 კმ. მაგალითად, on საცნობარო ორბიტა 129 კმ პერიგეით ამოქმედდა ავტომატური სადგური Luna-7.

"საცნობარო ორბიტის" კონცეფცია ამოქმედდა ოთხსაფეხურიანი 8K78 Molniya რაკეტის გაშვების დაწყებისთანავე, რომლის მეოთხე ეტაპი გაუწონასწორებლად იქნა გაშვებული დედამიწის ირგვლივ რევოლუციის დაახლოებით 3/4-ის დასრულების შემდეგ, როგორც ეს საჭიროა პლანეტათაშორისისთვის. და მთვარის კოსმოსური ხომალდი.

დედამიწის დაბალი ორბიტა შეიძლება გამოყენებულ იქნას არა მხოლოდ როგორც საცნობარო ორბიტა, არამედ როგორც სამუშაო. ზოგადად, ორბიტები, რომელთა აპოგეის სიმაღლე 2000 კმ-მდეა, დაბალად ითვლება. დედამიწის დაბალი ორბიტის განსაკუთრებული ტიპია მზის სინქრონული ორბიტა. ასეთ ორბიტაზე დედამიწის დისტანციური ზონდირების თანამგზავრები გაშვებულია.

ISS მდებარეობს დედამიწის დაბალ ორბიტაზე. 1972 წელს აპოლოს პროგრამის დასრულების შემდეგ, ყველა პილოტირებადი კოსმოსური ფრენა განხორციელდა დედამიწის დაბალ ორბიტაზე. დაბალ ორბიტებში ინტენსიური გამოყენების გამო, ის მიმართულია დიდი რაოდენობა კოსმოსური ნამსხვრევები, რაც იწვევს ISS-ის მუშაობაში გართულებებს.

დრო, რომელსაც თანამგზავრი ატარებს LEO-ში, დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე, განსაკუთრებით მთვარის გავლენასა და ატმოსფეროს მკვრივი ფენების სიმაღლეზე. მაგალითად, Explorer-6-ის ორბიტა (აშშ) იცვლებოდა ყოველ 3 თვეში 250-დან 160 კმ-მდე, რამაც განაპირობა თანამგზავრის მომსახურების ვადა 2 წლის ნაცვლად დაგეგმილი 20-ისა, ასევე დედამიწის პირველი თანამგზავრი გაგრძელდა 3 თვე (პერიგეე 215 კმ, აპოგეა 939 კმ). მზის აქტივობის გაზრდამ შეიძლება გამოიწვიოს სიმკვრივის მკვეთრი ზრდა ზედა ატმოსფერო– შედეგად, თანამგზავრი უფრო შენელდება და მისი ორბიტის სიმაღლე უფრო სწრაფად იკლებს. მნიშვნელოვანი როლითანამგზავრის ფორმა ასევე თამაშობს როლს, კერძოდ, მისი შუა განყოფილების ფართობი (ჯვარედინი განყოფილება); სატელიტებისთვის, რომლებიც სპეციალურად შექმნილია დაბალ ორბიტებზე მუშაობისთვის, ხშირად ირჩევენ უკანა მხარეს, აეროდინამიკურად გამარტივებულ სხეულს.

მზის სინქრონული ორბიტა(ზოგჯერ უწოდებენ ჰელიოსინქრონულს) - გეოცენტრული ორბიტა ისეთი პარამეტრებით, რომ მასზე მდებარე ობიექტი გადის ნებისმიერ წერტილზე დედამიწის ზედაპირიდაახლოებით იმავე ადგილზე მზის დრო. ამრიგად, დედამიწის ზედაპირის განათების კუთხე დაახლოებით იგივე იქნება ყველა თანამგზავრზე. ასეთი მუდმივი განათების პირობები ძალიან შესაფერისია თანამგზავრებისთვის, რომლებიც იღებენ დედამიწის ზედაპირის სურათებს (მათ შორის დისტანციური ზონდირების თანამგზავრები, ამინდის თანამგზავრები). თუმცა, არსებობს მზის დროის ყოველწლიური ცვალებადობა, რომელიც გამოწვეულია დედამიწის ორბიტის ელიფტიურობით.

მაგალითად, LandSat-7 თანამგზავრს, რომელიც მდებარეობს მზის სინქრონულ ორბიტაზე, შეუძლია ეკვატორის გადაკვეთა დღეში თხუთმეტჯერ, ყოველ ჯერზე ადგილობრივი დროით 10:00 საათზე.

ასეთი მახასიათებლების მისაღწევად, ორბიტალური პარამეტრები შეირჩევა ისე, რომ ორბიტა გადაიზარდოს აღმოსავლეთის მიმართულება 360 გრადუსი წელიწადში (დაახლოებით 1 გრადუსი დღეში), რომელიც ანაზღაურებს დედამიწის ბრუნვას მზის გარშემო. პრეცესია ხდება დედამიწასთან თანამგზავრის ურთიერთქმედების გამო, რომელიც პოლარული შეკუმშვის გამო არასფერულია. პრეცესიის სიჩქარე დამოკიდებულია ორბიტის დახრილობაზე. საჭირო პრეცესიის სიჩქარის მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ ორბიტის სიმაღლეების გარკვეული დიაპაზონისთვის (როგორც წესი, არჩეულია 600-800 კმ მნიშვნელობები, 96-100 წუთი პერიოდებით), აღნიშნული სიმაღლის დიაპაზონისთვის საჭირო დახრილობა არის დაახლოებით. 98°. ორბიტა მაღალ სიმაღლეზე მოითხოვს ძალიან დიდი ღირებულებებიდახრილობა, რის გამოც პოლარული რეგიონები აღარ მოხვდება თანამგზავრის მონახულების ზონაში.

ამ ტიპის ორბიტას შეიძლება ჰქონდეს სხვადასხვა ვარიაციები. მაგალითად, შესაძლებელია მზის სინქრონული ორბიტები მაღალი ექსცენტრიულობით. ამ შემთხვევაში, მზის ტრანზიტის დრო ჩაიწერება ორბიტის მხოლოდ ერთ წერტილზე (ჩვეულებრივ, პერიგეზე).

ორბიტალური პერიოდი შეირჩევა იმავე ზედაპირის წერტილზე განმეორებითი გავლის საჭირო პერიოდის შესაბამისად. მიუხედავად იმისა, რომ თანამგზავრი წრიულ მზის სინქრონულ ორბიტაზე კვეთს ეკვატორს ერთსა და იმავე დროს, ის ამას აკეთებს ეკვატორის სხვადასხვა წერტილში (სხვადასხვა გრძედი) იმის გამო, რომ დედამიწა ბრუნავს გარკვეულ კუთხით თანამგზავრებს შორის. დავუშვათ, ორბიტალური პერიოდი 96 წუთია. ეს მნიშვნელობა მთლიანად იყოფა მზიანი დღე 7-დან თხუთმეტამდე. ამრიგად, ერთ დღეში თანამგზავრი გაივლის ეკვატორის თხუთმეტ სხვადასხვა წერტილს ორბიტის დღის მხარეს (და კიდევ თხუთმეტს ღამის მხარეს) და დაუბრუნდება პირველ წერტილს. უფრო რთული (არამთლიანი) მიმართებების არჩევით, მონახულებული პუნქტების რაოდენობა შეიძლება გაიზარდოს იმავე წერტილის მონახულების პერიოდის გაზრდით.

მზის სინქრონული ორბიტის განსაკუთრებული შემთხვევაა ორბიტა, რომლის დროსაც ეკვატორში ვიზიტი ხდება შუადღისას/შუაღამისას, ისევე როგორც ორბიტა, რომელიც მდებარეობს ტერმინატორის სიბრტყე 8-ში, ანუ მზის ჩასვლისა და მზის ამოსვლის ზოლში. ამ უკანასკნელ ვარიანტს აზრი არ აქვს თანამგზავრებისთვის, რომლებიც ახორციელებენ ოპტიკურ ფოტოგრაფიას, მაგრამ კარგია სარადარო თანამგზავრებისთვის, რადგან ის უზრუნველყოფს, რომ არ იყოს ორბიტალური მონაკვეთები, სადაც თანამგზავრი დედამიწის ჩრდილში მოხვდება. ამრიგად, ასეთ ორბიტაზე, თანამგზავრის მზის პანელები მუდმივად ანათებს მზეს.

გეოცენტრული ორბიტა- ციური სხეულის ტრაექტორია დედამიწის გარშემო ელიფსური ბილიკის გასწვრივ.

ელიფსის ორი ფოკუსიდან ერთი, რომლის გასწვრივ მოძრაობს ციური სხეული, ემთხვევა დედამიწას. იმისათვის, რომ კოსმოსური ხომალდი იყოს ამ ორბიტაზე, მას უნდა მივცეთ სიჩქარე, რომელიც ნაკლებია მეორე გაქცევის სიჩქარეზე, მაგრამ არანაკლებ პირველი გაქცევის სიჩქარეზე.

მაღალი ელიფსური ორბიტა (HEO)არის ელიფსური ორბიტის ტიპი, რომელშიც სიმაღლე აპოგეაში ბევრჯერ აღემატება სიმაღლეს პერიგეაზე.

კეპლერის კანონების თანახმად, თანამგზავრები, რომლებიც იყენებენ მაღალ ელიფსურ ორბიტებს, მოძრაობენ ძალიან მაღალი სიჩქარით პერიგეაზე და შემდეგ მნიშვნელოვნად შენელდებიან აპოგეაზე. როდესაც კოსმოსური ხომალდი აპოგეასთან ახლოსაა, მიწის დამკვირვებელს ექმნება შთაბეჭდილება, რომ თანამგზავრი რამდენიმე საათის განმავლობაში თითქმის არ მოძრაობს, ანუ მისი ორბიტა ხდება კვაზი-გეოსტაციონარული. 3.5 საათის განმავლობაში მისგან სიგნალის მიღება შესაძლებელია 0.6 მ დიამეტრის ანტენაზე მბრუნავი მოწყობილობის გამოყენების გარეშე. მეორეს მხრივ, კვაზი-გეოსტაციონარული წერტილი შეიძლება განთავსდეს დედამიწის ნებისმიერი წერტილის ზემოთ და არა მხოლოდ ეკვატორის ზემოთ, როგორც გეოსტაციონარული თანამგზავრები. ეს თვისება გამოიყენება ჩრდილოეთ და სამხრეთ განედებში, ეკვატორიდან ძალიან შორს (76 - 78° N/S ზემოთ), სადაც გეოსტაციონარული თანამგზავრების სიმაღლის კუთხე შეიძლება იყოს ძალიან დაბალი, ან თუნდაც უარყოფითი. ამ რაიონებში გეოსტაციონარული თანამგზავრიდან მიღება ძალიან რთული ან სრულიად შეუძლებელია და უაღრესად ელიფსური ორბიტების თანამგზავრები მომსახურების მიწოდების ერთადერთი გზაა. მაღალი ელიფსური თანამგზავრების სიმაღლის კუთხეები აღემატება 40°-ს მომსახურების ზონის კიდეებზე და აღწევს 90°-ს მის ცენტრში.

VEO-ს ორბიტებს შეიძლება ჰქონდეთ ნებისმიერი დახრილობა, მაგრამ ხშირად აქვთ მიდრეკილება, რომელიც უახლოვდება დედამიწის არარეგულარული ფორმის გამომწვევ არეულობას, მსგავსი ელიფსოიდის მსგავსი. ამ დახრილობის გამოყენება ორბიტას სტაბილიზებს.

ელიფსური ორბიტებისთვის, პერიგეის არგუმენტი 180°-დან 360°-მდე ნიშნავს, რომ აპოგეა ჩრდილოეთ ნახევარსფეროზეა. თუ პერიგეის არგუმენტი 0°-დან 180°-მდეა, აპოგეა სამხრეთ ნახევარსფეროზეა. ორბიტის აპოგეა პერიგეის არგუმენტით 0° ან 180° ზუსტად ეკვატორის ზემოთ იქნება განლაგებული, რაც პრაქტიკული თვალსაზრისით აზრი არ აქვს, რადგან ამ შემთხვევაში გეოსტაციონარული კოსმოსური ხომალდის გამოყენება უფრო იაფი და მარტივია. ორბიტაზე (სამი თანამგზავრის ნაცვლად მხოლოდ ერთი თანამგზავრი დაგჭირდებათ).

VEO თანამგზავრებს აქვთ შემდეგი უპირატესობები:

ძალიან დიდი ფართობის მომსახურების უნარი.

მაგალითად, ასეთი სისტემა შეიძლება მოემსახუროს რუსეთის მთელ ტერიტორიას;

მაღალი განედების მომსახურების შესაძლებლობა. HEO სისტემებისთვის ამ ზონებში სიმაღლის კუთხე გაცილებით მეტია, ვიდრე გეოსტაციონარული თანამგზავრებისთვის;

VEO-ში სხვადასხვა სიხშირის დიაპაზონის ფართო გამოყენება რეგისტრაციის გარეშე (გეოსტაციონარული ორბიტისგან განსხვავებით, სადაც პრაქტიკულად არ არის თავისუფალი ადგილი ან თავისუფალი სიხშირეები);

ორბიტაზე იაფი გაშვება (დაახლოებით 1,8-ჯერ).

ამავდროულად, უაღრესად ელიფსური ორბიტების სისტემებს ამჟამად უფრო მეტი მინუსი აქვთ, ვიდრე უპირატესობა. ნაკლოვანებები მოიცავს:

ორბიტაზე მინიმუმ სამი თანამგზავრის არსებობის აუცილებლობა (ერთი გეოსტაციონარულის ნაცვლად) კვაზი-გეოსტაციონარული სისტემის შესაქმნელად. სადღეღამისო უწყვეტი მაუწყებლობის უზრუნველყოფის შემთხვევაში თანამგზავრების რაოდენობა შვიდამდე იზრდება;

მიმღებ ანტენას უნდა ჰქონდეს თვალთვალის ფუნქცია (მბრუნავი წამყვანი). აქედან გამომდინარე, ასეთი ანტენის საწყისი ღირებულება და მისი მოვლის ღირებულება უფრო მაღალი იქნება, ვიდრე მარტივი ფიქსირებული ანტენისა;

მაღალ განედებში მოსახლეობის სიმჭიდროვე გაცილებით დაბალია, ვიდრე შუა რაიონებში, ამიტომ ასეთი სისტემის ანაზღაურების საკითხი ძალიან საეჭვოა;

VEO თანამგზავრების აპოგეა უფრო მაღალია, ვიდრე GSO, ამიტომ გადამცემის სიმძლავრე უნდა იყოს უფრო მაღალი, 400-500 ვატამდე.

ეს აძვირებს თანამგზავრებს;

სიგნალის გავრცელების ხანგრძლივი დროის გამო, სირთულეები წარმოიქმნება რეალურ დროში აპლიკაციების გამოყენებისას (მაგალითად, ტელეფონი).

გეოტრანსფერული ორბიტა(GPO) – ორბიტა, რომელიც წარმოადგენს გადასვლას დაბალ საცნობარო ორბიტას (LEO) (სიმაღლე დაახლოებით 200 კმ) და გეოსტაციონალურ ორბიტას (GSO) (35,786 კმ) შორის. LEO-სა და GEO-სგან განსხვავებით, რომლებიც წრიულია პირველი მიახლოებით, გადაცემის ორბიტა არის კოსმოსური ხომალდის უაღრესად წაგრძელებული ელიფსური ტრაექტორია, რომლის პერიგეა LEO-ს დედამიწიდან დაშორებით, ხოლო აპოგეა GEO-დან (ჰომანი) -ვეჩინკინის ორბიტა).

KANAGSO-ს გაყვანის დასრულება ხდება მაშინ, როდესაც ის მიაღწევს აპოგეას გეოტრანსფერულ ორბიტაზე გადაადგილებისას. ამ მომენტში ზედა საფეხური ანიჭებს მოწყობილობას აჩქარებულ იმპულსს, რომელიც მის ელიფსურ მოძრაობას წრიულ მოძრაობად აქცევს, დედამიწის გარშემო რევოლუციის პერიოდის ტოლი დღეა.

გეოსტაციონარული ორბიტა(GSO) არის წრიული ორბიტა, რომელიც მდებარეობს დედამიწის ეკვატორის ზემოთ (0° განედზე), რომლის დროსაც ხელოვნური თანამგზავრი ბრუნავს პლანეტაზე მისი ღერძის გარშემო დედამიწის ბრუნვის კუთხური სიჩქარის ტოლი კუთხური სიჩქარით. ჰორიზონტალურ კოორდინატულ სისტემაში თანამგზავრის მიმართულება არ იცვლება არც აზიმუთში და არც ჰორიზონტზე მაღლა, თანამგზავრი უმოძრაოდ „კიდია“ ცაში. გეოსტაციონარული ორბიტა არის გეოსინქრონული ორბიტის სახეობა და გამოიყენება ხელოვნური თანამგზავრების (კომუნიკაციები, სატელევიზიო მაუწყებლობა და ა.შ.) განთავსებისთვის.

თანამგზავრი დედამიწის ბრუნვის მიმართულებით, ზღვის დონიდან 35786 კმ სიმაღლეზე უნდა ბრუნავდეს. სწორედ ეს სიმაღლე უზრუნველყოფს თანამგზავრს ბრუნვის პერიოდს, რომელიც ტოლია დედამიწის ბრუნვის პერიოდს ვარსკვლავებთან მიმართებაში (ვარსკვლავური დღე: 23 საათი 56 წუთი 4,091 წამი).

გეოსტაციონარული ორბიტის უპირატესობები ფართოდ გახდა ცნობილი 1945 წელს ჟურნალ Wireless World-ში არტურ კლერკის პოპულარული სამეცნიერო სტატიის გამოქვეყნების შემდეგ, ამიტომ დასავლეთში გეოსტაციონალურ და გეოსინქრონულ ორბიტებს ზოგჯერ უწოდებენ ". კლარკი ორბიტაზე მოძრაობს" A " კლარკის ქამარი"დაასახელეთ ტერიტორია გარე სივრცეზღვის დონიდან 36 000 კმ მანძილზე დედამიწის ეკვატორის სიბრტყეში, სადაც ორბიტალური პარამეტრები გეოსტაციონერთან ახლოსაა. პირველი თანამგზავრი, რომელიც წარმატებით იქნა გაშვებული GEO-ში იყო სინკომ-3 NASA-მ 1964 წლის აგვისტოში გაუშვა.

გეოსტაციონარული ორბიტაზე მდებარე თანამგზავრი სტაციონარულია დედამიწის ზედაპირთან მიმართებაში, ამიტომ მის მდებარეობას ორბიტაზე სტაციონარული წერტილი ეწოდება. შედეგად, თანამგზავრზე ორიენტირებული და ფიქსირებული მიმართულების ანტენის შენარჩუნება შეუძლია მუდმივი კომუნიკაციაამ თანამგზავრთან დიდი ხნის განმავლობაში.

გეოსტაციონარული ორბიტის ზუსტად მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ ეკვატორის პირდაპირ მდებარე წრეზე, რომლის სიმაღლე ძალიან ახლოს არის 35786 კმ.

დარჩენილ საწვავზე აქტიური მუშაობის დასრულების შემდეგ, თანამგზავრი უნდა გადავიდეს განკარგვის ორბიტაზე, რომელიც მდებარეობს GEO-ს ზემოთ 200-300 კმ-ზე.

ისევე, როგორც თეატრში ადგილები იძლევა სხვადასხვა პერსპექტივას სპექტაკლზე, სხვადასხვა სატელიტური ორბიტა იძლევა პერსპექტივებს, თითოეულს განსხვავებული დანიშნულება აქვს. ზოგიერთი, როგორც ჩანს, დაკიდება ზემოთ წერტილი ზედაპირზე, ისინი უზრუნველყოფენ მუდმივი მიმოხილვადედამიწის ერთ მხარეს, სხვები კი ჩვენს პლანეტას ატრიალებენ და დღის განმავლობაში ბევრ ადგილას გადიან.

ორბიტების ტიპები

რა სიმაღლეზე დაფრინავენ თანამგზავრები? არსებობს დედამიწის მახლობლად მყოფი ორბიტების 3 ტიპი: მაღალი, საშუალო და დაბალი. უმაღლეს დონეზე, ზედაპირიდან ყველაზე შორს, როგორც წესი, მრავალი ამინდი და ზოგიერთი საკომუნიკაციო თანამგზავრია განთავსებული. საშუალო დედამიწის ორბიტაზე მოძრავი თანამგზავრები მოიცავს ნავიგაციას და სპეციალურებს, რომლებიც შექმნილია კონკრეტული რეგიონის მონიტორინგისთვის. სამეცნიერო კოსმოსური ხომალდების უმეტესობა, მათ შორის NASA-ს დედამიწის დაკვირვების სისტემის ფლოტი, დაბალ ორბიტაზეა.

მათი გადაადგილების სიჩქარე დამოკიდებულია სიმაღლეზე, რომელზედაც დაფრინავენ თანამგზავრები. დედამიწასთან მიახლოებისას გრავიტაცია ძლიერდება და მოძრაობა აჩქარდება. მაგალითად, NASA-ს Aqua თანამგზავრს დაახლოებით 99 წუთი სჭირდება ჩვენი პლანეტის ორბიტაზე დაახლოებით 705 კმ სიმაღლეზე, ხოლო მეტეოროლოგიურ მოწყობილობას, რომელიც მდებარეობს ზედაპირიდან 35,786 კმ-ში, 23 საათს, 56 წუთს და 4 წამს სჭირდება. დედამიწის ცენტრიდან 384403 კმ მანძილზე მთვარე 28 დღეში ერთ ბრუნს ასრულებს.

აეროდინამიკური პარადოქსი

თანამგზავრის სიმაღლის შეცვლა ასევე ცვლის მის ორბიტალურ სიჩქარეს. აქ არის პარადოქსი. თუ თანამგზავრის ოპერატორს სურს თავისი სიჩქარის გაზრდა, მას არ შეუძლია მხოლოდ ძრავების გააქტიურება, რომ დააჩქაროს იგი. ეს გაზრდის ორბიტას (და სიმაღლეს), რაც გამოიწვევს სიჩქარის შემცირებას. ამის ნაცვლად, ძრავები უნდა ამუშავდეს მიმართულებით საპირისპირო მიმართულებითთანამგზავრის მოძრაობა, ანუ ისეთი მოქმედების შესრულება, რომელიც დედამიწაზე ანელებს მოძრავ მანქანას. ეს ქმედება მას უფრო დაბლა გადაიყვანს, რაც სიჩქარის გაზრდის საშუალებას იძლევა.

ორბიტის მახასიათებლები

სიმაღლის გარდა, თანამგზავრის გზას ახასიათებს ექსცენტრიულობა და დახრილობა. პირველი ეხება ორბიტის ფორმას. სატელიტი დაბალი ექსცენტრისით მოძრაობს ტრაექტორიის გასწვრივ წრიულთან ახლოს. ექსცენტრიული ორბიტააქვს ელიფსის ფორმა. კოსმოსური ხომალდიდან დედამიწამდე მანძილი დამოკიდებულია მის პოზიციაზე.

დახრილობა არის ორბიტის კუთხე ეკვატორთან შედარებით. თანამგზავრს, რომელიც ორბიტაზე მოძრაობს პირდაპირ ეკვატორის ზემოთ, აქვს ნულოვანი დახრილობა. თუ კოსმოსური ხომალდი ჩრდილოეთის და სამხრეთ პოლუსები(გეოგრაფიული, არა მაგნიტური), მისი დახრილობა 90°-ია.

ყველა ერთად - სიმაღლე, ექსცენტრიულობა და დახრილობა - განსაზღვრავს თანამგზავრის მოძრაობას და როგორ გამოიყურება დედამიწა მისი გადმოსახედიდან.

მაღალი დედამიწის მახლობლად

როდესაც თანამგზავრი დედამიწის ცენტრიდან ზუსტად 42164 კმ-ს მიაღწევს (დაახლოებით 36 ათასი კმ ზედაპირიდან), ის შედის ზონაში, სადაც მისი ორბიტა ემთხვევა ჩვენი პლანეტის ბრუნვას. ვინაიდან ხომალდი მოძრაობს იმავე სიჩქარით, როგორც დედამიწა, ანუ მისი ორბიტალური პერიოდი 24 საათია, როგორც ჩანს, ის სტაციონარული რჩება ერთ გრძედზე, თუმცა შესაძლოა გადაინაცვლოს ჩრდილოეთიდან სამხრეთისაკენ. ამ სპეციალურ მაღალ ორბიტას გეოსინქრონული ეწოდება.

თანამგზავრი მოძრაობს წრიულ ორბიტაზე პირდაპირ ეკვატორის ზემოთ (ექსცენტრიულობა და დახრილობა ნულის ტოლია) და რჩება სტაციონარული დედამიწის მიმართ. ის ყოველთვის მდებარეობს მისი ზედაპირის იმავე წერტილის ზემოთ.

მოლნიას ორბიტა (დახრილობა 63,4°) გამოიყენება მაღალ განედებზე დაკვირვებისთვის. გეოსტაციონარული თანამგზავრები მიბმულია ეკვატორთან, ამიტომ ისინი არ არიან შესაფერისი შორეულ ჩრდილოეთ ან სამხრეთ რეგიონებში. ეს ორბიტა საკმაოდ ექსცენტრიულია: კოსმოსური ხომალდი მოძრაობს წაგრძელებულ ელიფსში დედამიწასთან ახლოს მდებარეობს ერთ კიდესთან. იმის გამო, რომ თანამგზავრი აჩქარებულია გრავიტაციით, ის ძალიან სწრაფად მოძრაობს, როდესაც ის ჩვენს პლანეტასთან ახლოს არის. როდესაც ის შორდება, მისი სიჩქარე ნელდება, ამიტომ ის უფრო მეტ დროს ატარებს ორბიტის ზედა ნაწილში დედამიწიდან ყველაზე შორს კიდეზე, რომლის მანძილი შეიძლება 40 ათას კილომეტრს მიაღწიოს. ორბიტალური პერიოდი 12 საათია, მაგრამ თანამგზავრი ამ დროის დაახლოებით ორ მესამედს ატარებს ერთ ნახევარსფეროზე. ნახევრად სინქრონული ორბიტის მსგავსად, თანამგზავრი მიჰყვება იმავე გზას ყოველ 24 საათში, იგი გამოიყენება შორეულ ჩრდილოეთში ან სამხრეთში.

დაბალი დედამიწის მახლობლად

ყველაზე სამეცნიერო თანამგზავრები, მრავალი მეტეოროლოგიური და კოსმოსური სადგურითითქმის წრიულ დაბალ ორბიტაზე არიან. მათი დახრილობა დამოკიდებულია იმაზე, თუ რას აკვირდებიან. TRMM გაშვებული იქნა ტროპიკებში ნალექის მონიტორინგისთვის, ამიტომ მას აქვს შედარებით დაბალი დახრილობა (35°), რომელიც რჩება ეკვატორთან ახლოს.

NASA-ს დამკვირვებელთა სისტემის ბევრ თანამგზავრს აქვს ახლო პოლარული, მაღალი დახრილობის ორბიტა. კოსმოსური ხომალდი დედამიწის გარშემო პოლუსიდან ბოძზე მოძრაობს 99 წუთის განმავლობაში. დროის ნახევარი ის გადის ჩვენი პლანეტის დღის მხარეს და ბოძზე უხვევს ღამის მხარეს.

თანამგზავრის მოძრაობისას დედამიწა ბრუნავს მის ქვეშ. იმ დროისთვის, როდესაც მანქანა გადადის განათებულ ზონაში, ის იმყოფება ბოლო ორბიტის ზონის მიმდებარე ტერიტორიაზე. 24 საათის განმავლობაში პოლარული თანამგზავრები ფარავს უმეტესობადედამიწა ორჯერ: ერთხელ დღის განმავლობაში და ერთხელ ღამით.

მზის სინქრონული ორბიტა

ისევე, როგორც გეოსინქრონული თანამგზავრები უნდა მდებარეობდნენ ეკვატორის ზემოთ, რაც მათ საშუალებას აძლევს დარჩეს ერთ წერტილზე მაღლა, ასევე პოლარულ ორბიტაზე თანამგზავრებს აქვთ ერთდროულად დარჩენის უნარი. მათი ორბიტა მზის სინქრონულია - გადაკვეთისას კოსმოსური ხომალდიეკვატორზე ადგილობრივი მზის დრო ყოველთვის ერთნაირია. მაგალითად, ტერას თანამგზავრიკვეთს მას ბრაზილიაზე ყოველთვის დილის 10:30 საათზე. შემდეგი გადაკვეთა 99 წუთის შემდეგ ეკვადორის ან კოლუმბიის თავზე ასევე ხდება ადგილობრივი დროით 10:30 საათზე.

მზის სინქრონული ორბიტა აუცილებელია მეცნიერებისთვის, რადგან ის საშუალებას იძლევა შეინარჩუნოს დაცემის კუთხე მზის სინათლედედამიწის ზედაპირზე, თუმცა ის განსხვავდება სეზონის მიხედვით. ეს თანმიმდევრულობა ნიშნავს, რომ მეცნიერებს შეუძლიათ შეადარონ ჩვენი პლანეტის სურათები ერთი და იგივე სეზონიდან რამდენიმე წლის განმავლობაში ისე, რომ არ ინერვიულონ სინათლის ძალიან დიდ ნახტომებზე, რამაც შეიძლება შექმნას ცვლილების ილუზია. მზის სინქრონული ორბიტის გარეშე, რთული იქნებოდა მათი თვალყურის დევნება დროთა განმავლობაში და კლიმატის ცვლილების შესასწავლად საჭირო ინფორმაციის შეგროვება.

სატელიტის გზა აქ ძალიან შეზღუდულია. თუ ის 100 კმ სიმაღლეზეა, ორბიტას უნდა ჰქონდეს დახრილობა 96°. ნებისმიერი გადახრა მიუღებელია. იმის გამო, რომ ატმოსფერული წინააღმდეგობა და მზისა და მთვარის გრავიტაციული ძალა ცვლის ხომალდის ორბიტას, ის რეგულარულად უნდა დარეგულირდეს.

ორბიტაზე ინექცია: გაშვება

თანამგზავრის გაშვებას ენერგია სჭირდება, რომლის რაოდენობა დამოკიდებულია გაშვების ადგილის მდებარეობაზე, მისი გადაადგილების მომავალი ტრაექტორიის სიმაღლეზე და დახრილობაზე. შორეულ ორბიტაზე მოხვედრას მეტი ენერგია სჭირდება. მნიშვნელოვანი დახრილობის მქონე თანამგზავრები (მაგალითად, პოლარული) უფრო ენერგოინტენსიურია ვიდრე ეკვატორის გარშემო. დაბალი დახრილობის ორბიტაში ჩასმას ხელს უწყობს დედამიწის ბრუნვა. მოძრაობს 51,6397° კუთხით. ეს აუცილებელია იმისათვის, რომ კოსმოსური შატლები და რუსული რაკეტებიუფრო ადვილი იყო მასთან მისვლა. ISS-ის სიმაღლეა 337-430 კმ. მეორეს მხრივ, პოლარული თანამგზავრები არ იღებენ დახმარებას დედამიწის იმპულსისგან, ამიტომ მათ მეტი ენერგია სჭირდებათ იმავე მანძილის ასასვლელად.

მორგება

თანამგზავრის გაშვების შემდეგ, ძალისხმევა უნდა განხორციელდეს მის გარკვეულ ორბიტაზე შესანარჩუნებლად. რადგან დედამიწა არ არის იდეალური სფერომისი მიზიდულობა ზოგან უფრო ძლიერია. ეს უწესობა, მზის, მთვარისა და იუპიტერის (მზის სისტემის ყველაზე მასიური პლანეტის) გრავიტაციულ მიზიდულობასთან ერთად, ცვლის ორბიტის დახრილობას. მთელი თავისი სიცოცხლის მანძილზე GOES თანამგზავრები სამჯერ ან ოთხჯერ დაარეგულირეს. NASA-ს დაბალ ორბიტაზე მომუშავე მანქანებმა ყოველწლიურად უნდა შეცვალონ დახრილობა.

გარდა ამისა, ატმოსფერო გავლენას ახდენს დედამიწის მახლობლად მდებარე თანამგზავრებზე. ზედა ფენები, თუმცა საკმაოდ იშვიათია, ავლენენ საკმარისად ძლიერ წინააღმდეგობას, რათა მიიზიდონ ისინი დედამიწასთან. გრავიტაციის მოქმედება იწვევს თანამგზავრების აჩქარებას. დროთა განმავლობაში, ისინი იწვებიან, სპირალურად მოძრაობენ უფრო დაბალ და სწრაფად ატმოსფეროში, ან ეცემა დედამიწაზე.

ატმოსფერული წევა უფრო ძლიერია, როდესაც მზე აქტიურია. ისევე როგორც ჰაერი ჰაერის ბუშტიფართოვდება და ამოდის გაცხელებისას, ატმოსფერო ამოდის და ფართოვდება, როცა მზე მას დამატებით ენერგიას აძლევს. ატმოსფეროს თხელი ფენები ამოდის და მათ ადგილს უფრო მკვრივი ფენები იკავებს. ამიტომ, დედამიწის ირგვლივ მოძრავმა თანამგზავრებმა უნდა შეცვალონ თავიანთი პოზიცია წელიწადში დაახლოებით ოთხჯერ, რათა კომპენსაცია გაუწიონ ატმოსფერულ წინააღმდეგობას. როცა მზის აქტივობამაქსიმუმ, მოწყობილობის პოზიცია უნდა დარეგულირდეს ყოველ 2-3 კვირაში.

კოსმოსური ნამსხვრევები

მესამე მიზეზი, რომელიც აიძულებს ორბიტას ცვლილებას, არის კოსმოსური ნამსხვრევები. ირიდიუმის ერთ-ერთი საკომუნიკაციო თანამგზავრი რუსულ კოსმოსურ ხომალდს შეეჯახა. ისინი დაეჯახა და შექმნეს ნამსხვრევების ღრუბელი, რომელიც შედგებოდა 2500-ზე მეტი ნაწილისგან. თითოეული ელემენტი დაემატა მონაცემთა ბაზას, რომელიც დღეს მოიცავს ადამიანის მიერ წარმოშობის 18000-ზე მეტ ობიექტს.

NASA ყურადღებით აკონტროლებს ყველაფერს, რაც შეიძლება იყოს თანამგზავრების გზაზე, რადგან ორბიტები უკვე რამდენჯერმე უნდა შეიცვალოს კოსმოსური ნარჩენების გამო.

ინჟინრები აკონტროლებენ კოსმოსური ნამსხვრევების და თანამგზავრების პოზიციას, რომლებმაც შეიძლება ხელი შეუშალონ მოძრაობას და საჭიროების შემთხვევაში ფრთხილად გეგმავენ ავარიულ მანევრებს. იგივე გუნდი გეგმავს და ახორციელებს მანევრებს თანამგზავრის დახრისა და სიმაღლის რეგულირებისთვის.

დგომის წერტილი

სად არის თანამგზავრის მასა, არის დედამიწის მასა კილოგრამებში, არის გრავიტაციული მუდმივი და არის მანძილი მეტრებში თანამგზავრიდან დედამიწის ცენტრამდე ან, ამ შემთხვევაში, ორბიტის რადიუსი.

მაგნიტუდა ცენტრიდანული ძალები s უდრის:

სად - ცენტრიდანული აჩქარება, რომელიც ხდება ორბიტაზე წრიული მოძრაობის დროს.

როგორც ხედავთ, თანამგზავრის მასა არის ცენტრიდანული ძალისა და გრავიტაციული ძალის გამონათქვამების ფაქტორი, ანუ ორბიტის სიმაღლე არ არის დამოკიდებული თანამგზავრის მასაზე, რაც მართალია ნებისმიერი ორბიტა და არის გრავიტაციული და ინერციული მასის თანასწორობის შედეგი. შესაბამისად, გეოსტაციონარული ორბიტა განისაზღვრება მხოლოდ იმ სიმაღლით, რომელზედაც ცენტრიდანული ძალა იქნება ტოლი სიდიდით და საპირისპირო მიმართულებით. გრავიტაციული ძალადედამიწის გრავიტაციით შექმნილი მოცემულ სიმაღლეზე.

ცენტრიდანული აჩქარება უდრის:

სად არის თანამგზავრის ბრუნვის კუთხური სიჩქარე, რადიანებში წამში.

მოდით გავაკეთოთ ერთი მნიშვნელოვანი განმარტება. სინამდვილეში, ცენტრიდანული აჩქარება აქვს ფიზიკური მნიშვნელობამხოლოდ შიგნით ინერციული სისტემამითითება, ხოლო ცენტრიდანული ძალა არის ეგრეთ წოდებული წარმოსახვითი ძალა და ხდება ექსკლუზიურად საცნობარო სისტემებში (კოორდინატებში), რომლებიც დაკავშირებულია მბრუნავ სხეულებთან. ცენტრიდანული ძალა (ამ შემთხვევაში, მიზიდულობის ძალა) იწვევს ცენტრიდანულ აჩქარებას. აბსოლუტური მნიშვნელობით, ცენტრიდანული აჩქარება ინერციულ საცნობარო ჩარჩოში უდრის ცენტრიდანული აჩქარებას საცნობარო ჩარჩოში, რომელიც დაკავშირებულია ჩვენს შემთხვევაში თანამგზავრთან. ამიტომ, შემდგომ, გაკეთებული შენიშვნის გათვალისწინებით, შეგვიძლია გამოვიყენოთ ტერმინი „ცენტრული აჩქარება“ ტერმინ „ცენტრიფუგაულ ძალასთან“ ერთად.

გრავიტაციული და ცენტრიდანული ძალების გამონათქვამების გათანაბრება ცენტრიდანული აჩქარების ჩანაცვლებასთან, მივიღებთ:

შემცირება, თარგმნა მარცხნივ და მარჯვნივ, მივიღებთ:

ეს გამოთქმა შეიძლება სხვაგვარად დაიწეროს, ჩაანაცვლოს იგი გეოცენტრული გრავიტაციული მუდმივით:

კუთხური სიჩქარე გამოითვლება თითო ბრუნზე გავლილი კუთხის (რადიანი) გაყოფით რევოლუციის პერიოდზე (დრო, რომელიც სჭირდება ერთი ბრუნვის დასრულებას). სრული შემობრუნებაორბიტა: ერთი გვერდითი დღე, ანუ 86164 წამი). ჩვენ ვიღებთ:

შედეგად მიღებული ორბიტალური რადიუსია 42164 კმ. დედამიწის ეკვატორული რადიუსის გამოკლებით, 6378 კმ, მივიღებთ 35786 კმ სიმაღლეს.

თქვენ შეგიძლიათ გააკეთოთ გამოთვლები სხვა გზით. გეოსტაციონარული ორბიტის სიმაღლე არის მანძილი დედამიწის ცენტრიდან, სადაც თანამგზავრის კუთხური სიჩქარე, რომელიც ემთხვევა დედამიწის ბრუნვის კუთხურ სიჩქარეს, წარმოქმნის ორბიტალურ (წრფივ) სიჩქარეს, რომელიც ტოლია პირველი გაქცევის სიჩქარეს. წრიული ორბიტა) მოცემულ სიმაღლეზე.

ბრუნვის ცენტრიდან დაშორებით კუთხური სიჩქარით მოძრავი თანამგზავრის წრფივი სიჩქარე უდრის

პირველი გაქცევის სიჩქარე მასის ობიექტიდან დაშორებით უდრის

განტოლებების მარჯვენა მხარეების ერთმანეთთან გავატოლებით, მივდივართ ადრე მიღებულ გამოსახულებამდე. რადიუსი GSO:

ორბიტალური სიჩქარე

გეოსტაციონარული ორბიტაზე მოძრაობის სიჩქარე გამოითვლება გამრავლებით კუთხური სიჩქარეორბიტალური რადიუსზე:

ეს დაახლოებით 2,5-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე პირველი გაქცევის სიჩქარე 8 კმ/წმ დედამიწის დაბალ ორბიტაზე (6400 კმ რადიუსით). ვინაიდან წრიული ორბიტის სიჩქარის კვადრატი უკუპროპორციულია მის რადიუსზე,

მაშინ სიჩქარის კლება პირველ კოსმოსურ სიჩქარესთან შედარებით მიიღწევა ორბიტალური რადიუსის 6-ჯერ მეტით გაზრდით.

ორბიტის სიგრძე

გეოსტაციონარული ორბიტის სიგრძე: . ორბიტალური რადიუსით 42164 კმ ვიღებთ ორბიტის სიგრძეს 264924 კმ.

ორბიტის სიგრძე ძალზე მნიშვნელოვანია თანამგზავრების „დგომის წერტილების“ გამოსათვლელად.

სატელიტის ორბიტალურ მდგომარეობაში შენახვა გეოსტაციონარული ორბიტაზე

გეოსტაციონარული ორბიტაზე მოძრავი თანამგზავრი იმყოფება მთელი რიგი ძალების (დარღვევების) გავლენის ქვეშ, რომლებიც ცვლის ამ ორბიტის პარამეტრებს. კერძოდ, ასეთი დარღვევები მოიცავს გრავიტაციულ მთვარე-მზის დარღვევას, არაჰომოგენურობის გავლენას. გრავიტაციული ველიდედამიწა, ეკვატორის ელიფტიურობა და ა.შ. ორბიტალური დეგრადაცია გამოიხატება ორ ძირითად ფენომენში:

1) თანამგზავრი ორბიტის გასწვრივ მოძრაობს თავდაპირველი ორბიტალური პოზიციიდან სტაბილური წონასწორობის ოთხი წერტილიდან ერთ-ერთისკენ, ე.წ. „პოტენციური გეოსტაციონარული ორბიტის ხვრელები“ ​​(მათი გრძედი არის 75,3°E, 104,7°W, 165,3°E და 14,7°W) დედამიწის ეკვატორის ზემოთ;

2) ორბიტის დახრილობა ეკვატორისკენ იზრდება (საწყისი 0-დან) წელიწადში 0,85 გრადუსიანი სიჩქარით და აღწევს მაქსიმალური მნიშვნელობა 15 გრადუსი 26,5 წელიწადში.

ამ დარღვევების კომპენსაციისთვის და თანამგზავრის დანიშნულ სტაციონარულ წერტილში შესანარჩუნებლად, სატელიტი აღჭურვილია მამოძრავებელი სისტემით (ქიმიური ან ელექტრო რაკეტა). დაბალი ბიძგის ძრავების პერიოდული ჩართვით (შესწორება „ჩრდილოეთ-სამხრეთის“ ორბიტის დახრილობის ზრდის კომპენსაციის მიზნით და „დასავლეთ-აღმოსავლეთი“ ორბიტის გასწვრივ დრიფტის კომპენსაციის მიზნით), სატელიტი ინახება დანიშნულ სტაციონარულ წერტილში. ასეთი ჩანართები კეთდება რამდენჯერმე ყოველ რამდენიმე (10-15) დღეში. მნიშვნელოვანია, რომ ჩრდილოეთ-სამხრეთის კორექცია მოითხოვს დამახასიათებელი სიჩქარის მნიშვნელოვნად უფრო დიდ ზრდას (დაახლოებით 45-50 მ/წმ წელიწადში), ვიდრე გრძივი კორექტირებისთვის (დაახლოებით 2 მ/წმ წელიწადში). სატელიტის ორბიტის კორექტირების უზრუნველსაყოფად მთელი მისი მომსახურების ვადის განმავლობაში (12-15 წელი თანამედროვე სატელევიზიო თანამგზავრებისთვის), საჭიროა ბორტზე საწვავის მნიშვნელოვანი მარაგი (ასობით კილოგრამი, ქიმიური ძრავის გამოყენების შემთხვევაში). ქიმიური სარაკეტო ძრავასატელიტს აქვს გადაადგილების საწვავის მიწოდება (დამუხტვის გაზი-ჰელიუმი) და მუშაობს დიდი ხნის განმავლობაში შენახულ მაღალი დუღილის კომპონენტებზე (ჩვეულებრივ, არასიმეტრიული დიმეთილჰიდრაზინი და დინიტროგენის ტეტროქსიდი). რიგი თანამგზავრები აღჭურვილია პლაზმური ძრავებით. მათი ბიძგი მნიშვნელოვნად ნაკლებია ქიმიურზე, მაგრამ მათი უფრო დიდი ეფექტურობა საშუალებას იძლევა (გრძელვადიანი მუშაობის გამო, რომელიც იზომება ათეულ წუთში ერთი მანევრისთვის) რადიკალურად შეამციროს საწვავის საჭირო მასა ბორტზე. მამოძრავებელი სისტემის ტიპის არჩევანი განისაზღვრება სპეციფიკით ტექნიკური მახასიათებლებიაპარატი.

საჭიროების შემთხვევაში, იგივე მამოძრავებელი სისტემა გამოიყენება თანამგზავრის სხვა ორბიტალურ პოზიციაზე გადასაყვანად. ზოგიერთ შემთხვევაში - როგორც წესი, თანამგზავრის სიცოცხლის ბოლოს, საწვავის მოხმარების შესამცირებლად, ჩრდილოეთ-სამხრეთის ორბიტის კორექტირება ჩერდება, ხოლო დარჩენილი საწვავი გამოიყენება მხოლოდ დასავლეთ-აღმოსავლეთის კორექტირებისთვის.

საწვავის რეზერვი არის გეოსტაციონარული ორბიტაზე თანამგზავრის მომსახურების ვადის მთავარი შემზღუდველი ფაქტორი.

გეოსტაციონარული ორბიტის ნაკლოვანებები

სიგნალის შეფერხება

გეოსტაციონარული თანამგზავრების საშუალებით კომუნიკაციები ხასიათდება სიგნალის გავრცელების დიდი შეფერხებით. ორბიტალური სიმაღლით 35,786 კმ და სინათლის სიჩქარით დაახლოებით 300,000 კმ/წმ, დედამიწამდე თანამგზავრის სხივს დაახლოებით 0,12 წმ სჭირდება გადაადგილება. სხივის გზა "დედამიწა (გადამცემი) → თანამგზავრი → დედამიწა (მიმღები)" ≈0.24 წმ. პინგი (პასუხი) იქნება ნახევარი წამი (უფრო ზუსტად 0,48 წმ). სატელიტური აღჭურვილობისა და სახმელეთო სერვისების აღჭურვილობის სიგნალის შეფერხების გათვალისწინებით, სიგნალის მთლიანი შეფერხება მარშრუტზე "დედამიწა → თანამგზავრი → დედამიწა" შეიძლება მიაღწიოს 2-4 წამს. ეს შეფერხება შეუძლებელს ხდის GSO-ს გამოყენებით სატელიტური კომუნიკაციების გამოყენებას რეალურ დროში სხვადასხვა სერვისებში (მაგალითად, ონლაინ თამაშებში).

GSO-ს უხილავობა მაღალი განედებიდან

ვინაიდან გეოსტაციონარული ორბიტა არ ჩანს მაღალი განედებიდან (დაახლოებით 81°-დან პოლუსებამდე), ხოლო 75°-ზე ზემოთ განედებზე იგი შეინიშნება ჰორიზონტზე ძალიან დაბლა ( რეალური პირობები, თანამგზავრები უბრალოდ იმალება ამობურცული ობიექტებითა და რელიეფით) და ორბიტის მხოლოდ მცირე ნაწილი ჩანს ( იხილეთ ცხრილი), მაშინ კომუნიკაცია და სატელევიზიო მაუწყებლობა GSO-ს გამოყენებით შეუძლებელია შორეული ჩრდილოეთის (არქტიკა) და ანტარქტიდის მაღალ განედებში. მაგალითად, ამერიკელი პოლარული მკვლევარები ამუნდსენ-სკოტის სადგურზე კომუნიკაციისთვის გარე სამყარო(ტელეფონია, ინტერნეტი) გამოიყენეთ ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი 1670 კილომეტრის სიგრძით 75° S-ზე მდებარე ადგილას. ფრანგული სადგური Concordia, საიდანაც უკვე ჩანს რამდენიმე ამერიკული გეოსტაციონარული თანამგზავრი.

გეოსტაციონარული ორბიტის დაკვირვებული სექტორის ცხრილი ადგილის გრძედიდან გამომდინარე
ყველა მონაცემი მოცემულია გრადუსებში და მათ წილადებში.

ზემოთ მოყვანილი ცხრილიდან ჩანს, მაგალითად, რომ თუ პეტერბურგის განედზე (~ 60°) ორბიტის ხილული სექტორი (და, შესაბამისად, მიღებული თანამგზავრების რაოდენობა) უდრის 84%-ს. მაქსიმალური შესაძლო (ეკვატორზე), შემდეგ ტაიმირის განედზე (~75°) ხილული სექტორი არის 49%, ხოლო შპიცბერგენისა და კონცხის ჩელიუსკინის განედზე (~78°) მხოლოდ 16% დაფიქსირდა. ეკვატორი. ორბიტის ეს სექტორი ციმბირის რეგიონში შეიცავს 1-2 თანამგზავრს (არა ყოველთვის საჭირო ქვეყნის).

მზის ჩარევა

გეოსტაციონარული ორბიტის ერთ-ერთი ყველაზე უსიამოვნო მინუსი არის შემცირება და სრული არარსებობასიგნალი იმ სიტუაციაში, როდესაც მზე და გადამცემი თანამგზავრი შეესაბამება მიმღებ ანტენას („მზე თანამგზავრის უკან“ პოზიცია). ეს ფენომენი ასევე თანდაყოლილია სხვა ორბიტებში, მაგრამ ის განსაკუთრებით მკაფიოდ ვლინდება გეოსტაციონალურ ორბიტებში, როდესაც თანამგზავრი ცაში „სტაციონარულია“. ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს შუა განედებში, მზის ჩარევა ხდება 22 თებერვლიდან 11 მარტამდე და 3 ოქტომბრიდან 21 ოქტომბრის ჩათვლით, მაქსიმალური ხანგრძლივობით ათ წუთამდე. წმინდა ამინდში, ფოკუსირებული ანტენები მსუბუქი საფარით მზის სხივებიშეიძლება დაზიანდეს (დნობა) სატელიტური ანტენის გადამცემი და მიმღები მოწყობილობა.

აგრეთვე იხილეთ

• კვაზი-გეოსტაციონარული ორბიტა

შენიშვნები

1. ნოორდუნგ ჰერმანიკოსმოსური მოგზაურობის პრობლემა. - DIANE Publishing, 1995. - გვ. 72. - ISBN 978-0788118494
2. არამიწიერი რელეები - შეუძლიათ თუ არა სარაკეტო სადგურებს მთელს მსოფლიოში რადიო დაფარვა? (ინგლისური) (pdf). Arthur C. Clark (1945 წლის ოქტომბერი). დაარქივებულია
3. მოთხოვნა, რომ თანამგზავრები დარჩნენ სტაციონარული დედამიწის მიმართ თავიანთ ორბიტალურ პოზიციებზე გეოსტაციონალურ ორბიტაზე, ისევე როგორც თანამგზავრების დიდი რაოდენობა ამ ორბიტაზე სხვადასხვა წერტილში, იწვევს საინტერესო ეფექტიტელესკოპით ვარსკვლავებზე დაკვირვებისა და გადაღებისას სახელმძღვანელოს გამოყენებით - ტელესკოპის ორიენტაციის შენარჩუნება მოცემული წერტილივარსკვლავური ცა კომპენსაციისთვის ყოველდღიური როტაციადედამიწა (პრობლემა შებრუნებული გეოსტაციონარული რადიო კომუნიკაციებისთვის). თუ ასეთი ტელესკოპით დააკვირდებით ვარსკვლავური ცაციური ეკვატორის მახლობლად, სადაც გეოსტაციონარული ორბიტა გადის, მაშინ გარკვეულ პირობებში შეგიძლიათ იხილოთ თანამგზავრები, რომლებიც ერთმანეთის მიყოლებით გადიან ფიქსირებული ვარსკვლავების ფონზე ვიწრო დერეფანში, როგორც მანქანები დატვირთულ გზატკეცილზე. ეს განსაკუთრებით შესამჩნევია გრძელი ექსპოზიციის მქონე ვარსკვლავების ფოტოებში, იხილეთ, მაგალითად: ბაბაკ ა.თაფრეში.გეოსტაციონარული გზატკეცილი. (ინგლისური) . მსოფლიოღამით (TWAN). დაარქივებულია ორიგინალიდან 2011 წლის 23 აგვისტო. წაკითხვის თარიღი: 2010 წლის 25 თებერვალი.წყარო: ბაბაკ თაფრეში (ღამის სამყარო).გეოსტაციონარული გზატკეცილი. (რუსული). Astronet.ru. დაარქივებულია ორიგინალიდან 2011 წლის 23 აგვისტო. წაკითხვის თარიღი: 2010 წლის 25 თებერვალი.
4. თანამგზავრების ორბიტებისთვის, რომელთა მასა უმნიშვნელოა მის მიზიდული ასტრონომიული ობიექტის მასასთან შედარებით
5. დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრების ორბიტები. თანამგზავრების ორბიტაზე გატანა
6. Teledesic ქსელი: დაბალი დედამიწის ორბიტის თანამგზავრების გამოყენება ფართოზოლოვანი, უსადენო, რეალურ დროში ინტერნეტით მთელ მსოფლიოში
7. ჟურნალი "მსოფლიოს გარშემო" 2009 წლის 9 სექტემბერი
8. მოზაიკა. ნაწილი II
9. თანამგზავრი ჰორიზონტს 3°-ით აჭარბებს
10. ყურადღება! მზის აქტიური ჩარევის პერიოდი მოდის!
11. მზის ჩარევა

ბმულები