Rozdíl mezi geosynchronní a geostacionární dráhou

Geosynchronní vs. geostacionární orbita

Oběžná dráha je zakřivená cesta v prostoru, ve které nebeské objekty inklinují k rotaci. Základní princip orbity úzce souvisí s gravitací a nebyl jasně vysvětlen, dokud nebyla publikována Newtonova gravitační teorie.

Abychom pochopili tento princip, zvažte kouli připojenou ke struně otočené o konstantní délku struny. Pokud se koule otáčí pomaleji, míč nedokončí cykly, ale zhroutí se. Pokud se míč otáčí velmi vysokou rychlostí, struna se zlomí a míček odskočí. Pokud držíte řetězec, ucítíte tah míčku po ruce. Tato snaha míče odjet je brána napětím struny tím, že ji stáhne zpět a míč se začne pohybovat v kruzích. Existuje určitá rychlost, při které se musíte otáčet, takže tyto protilehlé síly jsou v rovnováze, a když se tak stane, dráha koule může být považována za oběžnou dráhu.

Tento princip tohoto jednoduchého příkladu lze použít na mnohem větší objekty, jako jsou planety a měsíce. Gravitace působí jako centripetální síla a udržuje objekt, který se snaží na oběžné dráze pohybovat eliptickou cestou ve vesmíru. Naše Slunce drží planety kolem sebe a planety kolem sebe drží měsíce stejným způsobem. Čas potřebný k dokončení jednoho cyklu u objektu na oběžné dráze se nazývá orbitální období. Například Země má orbitální období 365 dní.

Geosynchronní orbita je orbita kolem Země s orbitální periodou jednoho hvězdného dne a geostacionární orbita je zvláštním případem geosynchronní orbity, kde jsou umístěny přímo nad rovníkem..

Více o Geosynchronní orbitě

Zvažte míč a řetězec znovu. Pokud je délka struny krátká, kulička se otáčí rychleji, a pokud je struna delší, otáčí se pomaleji. Analogicky oběžné dráhy s menším průměrem mají rychlejší orbitální rychlosti a kratší orbitální periody. Pokud je průměr větší, orbitální rychlost je pomalejší a orbitální perioda je delší. Například Mezinárodní kosmická stanice, která je na nízké oběžné dráze Země, má období 92 minut a měsíc má orbitální období 28 dní..

Mezi těmito extrémy existuje určitá vzdálenost od Země, kde se orbitální perioda rovná periodě rotace Země. Jinými slovy, orbitální perioda objektu na této oběžné dráze je jeden hvězdný den (zhruba 23h 56 m), a proto je úhlová rychlost Země a objektu podobná. Jedním zajímavým výsledkem je, že každý den ve stejnou dobu bude satelit ve stejné poloze. Je synchronizován s rotací Země, tedy s geosynchronní orbitou.

Všechny geosynchronní oběžné dráhy Země, ať už kruhové nebo eliptické, mají poloosovou osu 42 164 km.

Více o Geostationary Orbit

Geosynchronní orbita v rovině zemského rovníku je známa jako geostacionární orbita. Protože orbita je v rovině rovníku, má další vlastnost kromě toho, že je ve stejné poloze ve stejnou dobu. Když se objekt na oběžné dráze pohybuje, Země se také pohybuje rovnoběžně s ním. Proto se zdá, že objekt je vždy nad stejným bodem, vždy. Je to, jako by byl objekt upevněn přímo nad některým bodem na Zemi, místo aby ho obíhal.

Téměř všechny komunikační satelity jsou umístěny na geostacionární oběžné dráze. Koncept využití geostacionární orbity pro telekomunikaci byl poprvé představen sci-fi autorem Arthurem C Clarkem, a proto se někdy nazýval Clarke Orbit. A sbírka satelitů na této oběžné dráze je známá jako Clarkeho pás. Dnes se používá pro telekomunikační přenos po celém světě.

Geostacionární orbita je umístěna 35 786 km (22 236 mil) nad střední hladinou moře a Clarkeho dráha je dlouhá asi 265 000 km (165 000 km).

Jaký je rozdíl mezi geosynchronní a geostacionární dráhou?

• Oběžná dráha s orbitální periodou jednoho hvězdného dne je známá jako geosynchronní oběžná dráha. Objekt na této oběžné dráze se během každého cyklu objeví na stejné pozici. To je synchronizováno s rotací Země, proto termín geosynchronní orbita.

• Geosynchronní orbita ležící v rovině zemského rovníku se nazývá geostacionární orbita. Zdá se, že objekt na geostacionární oběžné dráze je umístěn přímo nad bodem na Zemi a zdá se, že je vůči zemi stacionární. Proto. termín geostacionární orbita.