Orbita geosynchroniczna vs geostacjonarna
Orbita to zakrzywiona ścieżka w przestrzeni, po 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 przymocowaną do struny obracanej o stałej długości struny. Jeśli kula obraca się wolniej, nie zakończy cykli, ale zapadnie się. Jeśli piłka obraca się z bardzo dużą prędkością, sznurek pęknie, a piłka odskoczy. Jeśli trzymasz sznurek, poczujesz ciągnięcie piłki w dłoni. Ten wysiłek piłki, aby się odsunąć, jest przeciwstawiany naprężeniu struny poprzez jej odciągnięcie i piłka zaczyna się poruszać w kółko. 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.
Tę zasadę tego prostego przykładu można zastosować do znacznie większych obiektów, takich jak planety i księżyce. Grawitacja działa jak siła dośrodkowa i utrzymuje obiekt, który próbuje się odsunąć, na orbicie, po eliptycznej ścieżce w przestrzeni. Nasze Słońce utrzymuje wokół siebie planety, a planety w ten sam sposób trzymają wokół siebie księżyce. Czas, w którym obiekt na orbicie ukończy jeden cykl, nazywany jest okresem orbity. Na przykład Ziemia ma okres orbitalny 365 dni.
Orbita geosynchroniczna to orbita wokół Ziemi z okresem orbitalnym jednego dnia gwiazdowego, a orbita geostacjonarna to szczególny przypadek orbity geosynchronicznej, w której znajdują się one tuż nad równikiem.
Więcej o orbicie geosynchronicznej
Spójrz ponownie na piłkę i sznur. Jeśli długość struny jest krótka, kulka obraca 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 orbity jest mniejsza, a okres orbity jest dłuższy. Na przykład Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, która znajduje się na niskiej orbicie okołoziemskiej, ma okres 92 minut, a Księżyc ma okres orbity 28 dni.
Pomiędzy tymi skrajnościami istnieje określona odległość od Ziemi, w której okres orbity jest równy okresowi obrotu Ziemi. Innymi słowy, okres orbitalny obiektu na tej orbicie to jeden dzień gwiazdowy (około 23h 56m), a zatem prędkość kątowa Ziemi i obiektu jest podobna. Ciekawym rezultatem jest to, że codziennie o tej samej porze satelita będzie na tej samej pozycji. Jest zsynchronizowany z ruchem obrotowym Ziemi, stąd orbita geosynchroniczna.
Wszystkie geosynchroniczne orbity Ziemi, zarówno kołowe, jak i eliptyczne, mają półoś większą o długości 42 164 km.
Więcej o orbicie geostacjonarnej
Orbita geosynchroniczna w płaszczyźnie równika Ziemi nazywana jest orbitą geostacjonarną. Ponieważ orbita znajduje się w płaszczyźnie równika, ma dodatkową właściwość inną niż bycie w tym samym położeniu w tym samym czasie. Kiedy obiekt na orbicie porusza się, Ziemia również porusza się równolegle do niego. Dlatego wydaje się, że obiekt jest zawsze powyżej tego samego punktu, zawsze. To tak, jakby obiekt był unieruchomiony tuż nad jakimś punktem na ziemi, a nie okrążał go.
Prawie wszystkie satelity komunikacyjne są umieszczone na orbicie geostacjonarnej. Koncepcja wykorzystania orbity geostacjonarnej do celów telekomunikacyjnych została po raz pierwszy przedstawiona przez autora science-fiction Arthura C. Clarke'a, stąd czasami nazywana Orbitą Clarke'a. Zbiór satelitów na tej orbicie jest znany 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 ma około 265 000 km (165 000 mil).
Jaka jest różnica między orbitą geosynchroniczną a geostacjonarną?
• Orbita z okresem orbitalnym jednego dnia gwiazdowego nazywana jest orbitą geosynchroniczną. Obiekt na tej orbicie pojawia się w tym samym miejscu podczas każdego cyklu. Jest zsynchronizowany z ruchem obrotowym Ziemi, stąd termin orbita geosynchroniczna.
• Orbita geosynchroniczna leżąca w płaszczyźnie równika Ziemi jest nazywana orbitą geostacjonarną. Obiekt na orbicie geostacjonarnej wydaje się być unieruchomiony tuż nad punktem na Ziemi i wydaje się być nieruchomy względem Ziemi. W związku z tym. termin orbita geostacjonarna.
