Википедија

Geosinhrona orbita

Geosinhrona orbita je orbita oko planete Zemlje, pri čemu je orbitalni period satelita jednak sideričkom periodu rotacije planete Zemlje. Specijalni slučaj geosinhrone orbite je geostacionarna orbita, koja je kružna sa nultom inklinacijom. [1]

Animacija koja prikazuje geosinhron orbit koji kruži oko Zemlje.

Semigeosinhrona orbita ima orbitalni period 0,5 sideričkog dana, tj. 11 časova i 58 minuta. Relativno u odnosu na tačku na Zemljinoj površini, potrebno je telu dva puta više vremena za jedan orbitalni period, i prividno izgleda kao da joj je potreban jedan dan za jedan krug po orbiti. Na ovakvim putanjama su sateliti GPS (engl. Global Positioning System) i GLONASS (rus. Глобальная Навигационная Спутниковая Система).

Istorija uredi

 
Geosinhrona orbita je popularizovana od strane pisca naučne fantastike Artur C. Klarka, te se stoga ponekad naziva i Klarkova orbita.

Herman Potočnik je 1929. uopšteno opisao geosinhrone orbite, kao i poseban slučaj geostacionarne Zemljine orbite kao posebno korisne orbite za svemirske stanice.[2] Prvo pojavljivanje geosinhrone orbite u popularnoj literaturi odvilo se oktobra 1942. godine, u prvoj priči o Ekvilateralnoj Veneri Džordža O. Smita,[3] ali Smit nije ulazio u detalje. Britanski autor naučne fantastike Artur K. Klark popularizovao je i proširio koncept u radu iz 1945. godine pod naslovom Ektraterestrijalni releji – Da li mogu raketne stanice da prože radio pokriće širom sveta?, objavljenom u magazinu Wireless World. Klark je naglasio u svom uvodu uticaj dela Ekvilateralna Venera.[4][5] Orbita, koju je Klark prvi opisao kao korisnu za radiodifuzne i relejne komunikacione satelite,[5] ponekad se naziva i Klarkova orbita.[6] Slično, kolekcija veštačkih satelita u ovoj orbiti je poznata kao Klarkov pojas.[7]

 
Sinkom 2: Prvi funkcionalni geosinhroni satelit

U tehničkoj terminologiji, geosinhrone orbite se često nazivaju geostacionarnim ako se nalaze otprilike iznad ekvatora, ali se termini donekle koriste naizmenično.[8][9] Konkretno, geosinhrona Zemljina orbita (GEO) može biti sinonim za geosinhronu ekvatorijalnu orbitu,[10] ili geostacionarnu Zemljinu orbitu.[11]

Prvi geosinhroni satelit je dizajnirao Harold Rozen dok je radio u preduzeću Hjuz Erkraft 1959. godine. Inspirisan Sputnjikom 1, želeo je da koristi geostacionarni (geosinhroni ekvatorijalni) satelit za globalizaciju komunikacija. Telekomunikacije između SAD i Evrope tada su bile moguće između samo 136 ljudi istovremeno, i oslanjale su se na visokofrekventne radio stanice i podmorski kabl.[12]

U to vreme se smatralo da bi bilo potrebno previše raketne snage da bi se satelit postavio u geosinhronu orbitu i da neće preživeti dovoljno dugo da opravda troškove,[13] te su rani napori uloženi u konstelacije satelita u niskoj ili srednjoj Zemljinoj orbiti.[14] Prvi od njih su bili pasivni Eho balonski sateliti 1960. godine, a zatim Telstar 1 1962. godine.[15] Iako su ovi projekti imali poteškoća sa jačinom signala i praćenjem koje je moglo da se reši preko geosinhronih satelita, koncept je viđen kao nepraktičan, te je Hjuz često uskraćivao sredstva i podršku.[14][12]

Do 1961. Rozen i njegov tim su proizveli cilindrični prototip prečnika 76 cm (30 in), visine 38 cm (15 in), težine 11,3 kg (25 lb); on je bio dovoljno lagan i mali da se postavi u orbitu tada dostupnim raketama, bio je spinski stabilizovan i koristio je dipolne antene koje su proizvodile talasni oblik u obliku palačinke.[16] U avgustu 1961. oni su iznajmljeni da počnu izgradnju radnog satelita.[12] Oni su izgubili su Sinkom 1 zbog kvara elektronike, ali je Sinkom 2 uspešno stavljen u geosinhronu orbitu 1963. Iako je njegova nagnuta orbita i dalje zahtevala pokretne antene, bio je u stanju da prenosi TV prenos i omogućio je američkom predsedniku Džonu F. Kenediju telefonski razgovor sa nigerijskim premijerom Abubakar Tafava Baleva sa broda 23. avgusta 1963. godine.[14][17]

Danas postoje stotine geosinhronih satelita koji obezbeđuju daljinsku detekciju, navigaciju i komunikaciju.[12][18]

Iako većina naseljenih kopnenih lokacija na planeti sada ima zemaljske komunikacione objekte (mikrotalasne, optičke), koji često imaju prednosti u pogledu kašnjenja i propusnog opsega, i telefonski pristup koji pokriva 96% stanovništva i pristup internetu 90% od 2018,[19] neka ruralna i udaljena područja u razvijenim zemljama još uvek se oslanjaju na satelitske komunikacije.[20][21]

Tipovi uredi

Geostacionarna orbita uredi

Glavni članak: Geostacionarna orbita
 
Geostacionarni satelit (zeleni) uvek ostaje iznad iste označene tačke na ekvatoru (braon).

Geostacionarna ekvatorijalna orbita (GEO) je kružna geosinhrona orbita u ravni Zemljinog ekvatora poluprečnika od približno 42.164 km (26.199 mi) (mereno od centra Zemlje).[22]‍:156 Satelit u takvom položaju orbite je na nadmorskoj visini od približno 35.786 km (22.236 mi) iznad srednjeg nivoa mora. On zadržava isti položaj u odnosu na površinu Zemlje. Kada bi neko mogao da vidi satelit u geostacionarnoj orbiti, izgledalo bi da lebdi u istoj tački na nebu, odnosno da ne pokazuje dnevno kretanje, dok bi Sunce, Mesec i zvezde prelazili nebo iza njega. Takve orbite su korisne za telekomunikacione satelite.[23]

Savršeno stabilna geostacionarna orbita je ideal koji se može samo aproksimirati. U praksi, satelit izlazi iz ove orbite zbog perturbacija kao što su solarni vetar, pritisak zračenja, varijacije u Zemljinom gravitacionom polju i gravitacioni efekat Meseca i Sunca, a potisnici se koriste za održavanje orbite.[22]‍:156

Ultimatno, bez upotrebe potisnika, orbita postaje nagnuta, oscilirajući između 0° i 15° svakih 55 godina. Na kraju životnog veka satelita, kada se gorivo približi iscrpljenju, satelitski operateri mogu odlučiti da izostave ove skupe manevre kako bi ispravili nagib i kontrolisali samo ekscentricitet. Ovo produžava životni vek satelita, jer troši manje goriva tokom vremena, ali satelit tada mogu da koriste samo zemaljske antene sposobne da prate S-J kretanje.[22]‍:156

Geostacionarni sateliti takođe imaju tendenciju da se kreću oko jedne od dve stabilne geografske dužine od 75° i 255° bez zadržavanja stanice.[22]‍:157

Orbita tundre uredi

Glavni članak: Orbita tundre

Orbita Tundre je ekscentrična ruska geosinhrona orbita, koja omogućava satelitu da provede većinu svog vremena boraveći na jednoj lokaciji na visokoj geografskoj širini. Nalazi se na nagibu od 63,4°, što je zamrznuta orbita, što smanjuje potrebu za održavanjem stanice.[24] Najmanje dva satelita su potrebna da bi se obezbedila neprekidna pokrivenost na određenom području.[25] Koristio ga je Sirius KSM satelitski radio za poboljšanje jačine signala na severu SAD i Kanade.[26]

Kvazizenitna orbita uredi

Kvazizenitni satelitski sistem (QZSS) je sistem od četiri satelita koji radi u geosinhronoj orbiti pod nagibom od 42° i ekscentricitetom od 0,075.[27] Svaki satelit se nalazi iznad Japana, omogućavajući signalima da stignu do prijemnika u urbanim kanjonima, a zatim brzo prolazi preko Australije.[28]

Vidi još uredi

Izvori uredi

  1. ^ „Synchronous Orbit“. U Encyclopedia of Astronomy & Astrophysics, Nature Publishing Group, 2001
  2. ^ Noordung, Hermann (1929). Das Problem der Befahrung des Weltraums: Der Raketen-Motor (PDF). Berlin: Richard Carl Schmidt & Co. str. 98—100. 
  3. ^ "(Korvus's message is sent) to a small, squat building at the outskirts of Northern Landing. It was hurled at the sky. ... It ... arrived at the relay station tired and worn, ... when it reached a space station only five hundred miles above the city of North Landing." Smith, George O. (1976). The Complete Venus Equilateral. New York: Ballantine Books. str. 3—4. ISBN 978-0-345-28953-7. 
  4. ^ "It is therefore quite possible that these stories influenced me subconsciously when ... I worked out the principles of synchronous communications satellites ...", McAleer, Neil (1992). Arthur C. Clarke. Contemporary Books. str. 54. ISBN 978-0-809-24324-2. 
  5. ^ a b Clarke, Arthur C. (oktobar 1945). „Extra-Terrestrial Relays – Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage?” (PDF). Wireless World. str. 305—308. Arhivirano iz originala (PDF) 18. 3. 2009. g. Pristupljeno 4. 3. 2009. 
  6. ^ Phillips Davis (ur.). „Basics of Space Flight Section 1 Part 5, Geostationary Orbits”. NASA. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  7. ^ Mills, Mike (3. 8. 1997). „Orbit Wars: Arthur C. Clarke and the Global Communications Satellite”. The Washington Post Magazine. str. 12—13. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  8. ^ Kidder, S.Q. (2015). „Satellites and satellite remote senssing:Šablon:Vague --> Orbits”. Ur.: North, Gerald; Pyla, John; Zhang, Fuqing. Encyclopedia of Atmospheric Sciences (2 izd.). Elsiver. str. 95—106. ISBN 978-0-12-382225-3. doi:10.1016/B978-0-12-382225-3.00362-5. 
  9. ^ Brown, C. D. (1998). Spacecraft Mission Design (2nd izd.). AIAA Education Series. str. 81. ISBN 978-1-60086-115-4. 
  10. ^ „Ariane 5 User's Manual Issue 5 Revision 1” (PDF). Ariane Space. jul 2011. Arhivirano iz originala (PDF) 4. 10. 2013. g. Pristupljeno 28. 7. 2013. 
  11. ^ „What is orbit?”. NASA. 25. 10. 2001. Arhivirano iz originala 06. 04. 2013. g. Pristupljeno 2013-03-10. „Satellites that seem to be attached to some location on Earth are in Geosynchronous Earth Orbit (GEO)...Satellites headed for GEO first go to an elliptical orbit with an apogee about 23,000 miles. Firing the rocket engines at apogee then makes the orbit round. Geosynchronous orbits are also called geostationary.” 
  12. ^ a b v g McClintock, Jack (9. 11. 2003). „Communications: Harold Rosen – The Seer of Geostationary Satellites”. Discover Magazine. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  13. ^ Perkins, Robert (31. 1. 2017). Harold Rosen, 1926–2017. Caltech. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  14. ^ a b v Vartabedian, Ralph (26. 7. 2013). „How a satellite called Syncom changed the world”. Los Angeles Times. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  15. ^ Glover, Daniel R. (1997). „Chapter 6: NASA Experimental Communications Satellites, 1958-1995”. Ur.: Andrew J Butrica. Beyond The Ionosphere: Fifty Years of Satellite Communication. NASA. Bibcode:1997bify.book.....B. 
  16. ^ David R. Williams (ur.). „Syncom 2”. NASA. Pristupljeno 29. 9. 2019. 
  17. ^ „World's First Geosynchronous Satellite Launched”. History Channel. Foxtel. 19. 6. 2016. Arhivirano iz originala 07. 12. 2019. g. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  18. ^ Howell, Elizabeth (24. 4. 2015). „What Is a Geosynchronous Orbit?”. Space.com. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  19. ^ „ITU releases 2018 global and regional ICT estimates”. International Telecommunication Union. 7. 12. 2018. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  20. ^ Thompson, Geoff (24. 4. 2019). „Australia was promised superfast broadband with the NBN. This is what we got”. ABC. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  21. ^ Tibken, Shara (22. 10. 2018). „In farm country, forget broadband. You might not have internet at all. 5G is around the corner, yet pockets of America still can't get basic internet access.”. CNET. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  22. ^ a b v g Wertz, James Richard; Larson, Wiley J. (1999). Larson, Wiley J.; Wertz, James R., ur. Space Mission Analysis and Design. Microcosm Press and Kluwer Academic Publishers. Bibcode:1999smad.book.....W. ISBN 978-1-881883-10-4. 
  23. ^ „Orbits”. ESA. 4. 10. 2018. Pristupljeno 1. 10. 2019. 
  24. ^ Maral, Gerard; Bousquet, Michel (2011-08-24). „2.2.1.2 Tundra Orbits”. Satellite Communications Systems: Systems, Techniques and Technology. ISBN 978-1-119-96509-1. 
  25. ^ Jenkin, A.B.; McVey, J.P.; Wilson, J.R.; Sorge, M.E. (2017). Tundra Disposal Orbit Study. 7th European Conference on Space Debris. ESA Space Debris Office. Arhivirano iz originala 2017-10-02. g. Pristupljeno 2017-10-02. 
  26. ^ „Sirius Rising: Proton-M Ready to Launch Digital Radio Satellite Into Orbit”. AmericaSpace. 2013-10-18. Arhivirano iz originala 28. 6. 2017. g. Pristupljeno 8. 7. 2017. 
  27. ^ Japan Aerospace Exploration Agency (2016-07-14), Interface Specifications for QZSS, version 1.7, str. 7—8, Arhivirano iz originala 2013-04-06. g. 
  28. ^ „Quasi-Zenith Satellite Orbit (QZO)”. Arhivirano iz originala 2018-03-09. g. Pristupljeno 2018-03-10. 

Spoljašnje veze uredi

Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Геосинхрона_орбита&oldid=26324106”