Różnica między orbitą geosynchroniczną a geostacjonarną

Geosynchroniczna vs orbita geostacjonarna

Orbita to zakrzywiona ścieżka w przestrzeni, w której obiekty niebieskie mają tendencję do obracania się. Podstawowa zasada orbity jest ściśle związana z grawitacją i nie została jasno wyjaśniona, dopóki nie opublikowano teorii grawitacji Newtona.

Aby zrozumieć zasadę, rozważ kulkę przymocowaną do sznurka obróconą o stałą długość sznurka. Jeśli kula obraca się wolniej, nie ukończy cykli, ale zapadnie się. Jeśli piłka obraca się z bardzo dużą prędkością, sznurek pęknie, a piłka odskoczy. Jeśli trzymasz sznurek, poczujesz pociągnięcie piłki do ręki. Ten wysiłek piłki, aby się odsunąć, jest przeciwdziałany napięciu struny poprzez pociągnięcie jej do tyłu, a piłka zaczyna poruszać się w kółko. Istnieje szczególna szybkość, z którą musisz się obracać, więc te przeciwne siły są w równowadze, a kiedy to robią, ścieżkę piłki można uznać za orbitę.

Tę zasadę za tym prostym przykładem można zastosować do znacznie większych obiektów, takich jak planety i księżyce. Grawitacja działa jak siła dośrodkowa i utrzymuje obiekt, który próbuje odsunąć na orbitę eliptyczną ścieżkę w przestrzeni. Nasze Słońce utrzymuje wokół siebie planety, a planety utrzymują wokół siebie księżyce w ten sam sposób. Czas potrzebny obiektowi na orbicie do ukończenia jednego cyklu jest znany jako okres orbity. Na przykład Ziemia ma okres orbity 365 dni.

Orbita geosynchroniczna jest orbitą wokół Ziemi z okresem orbitalnym jednego dnia gwiazdowego, a orbita geostacjonarna jest szczególnym przypadkiem orbity geosynchronicznej, w której znajdują się tuż nad równikiem.

Więcej informacji o orbicie geosynchronicznej

Zastanów się ponownie nad piłką i sznurkiem. Jeśli długość struny jest krótka, kula obraca się szybciej, a jeśli struna jest dłuższa, obraca się wolniej. Analogicznie orbity o mniejszej średnicy mają szybsze prędkości orbitalne i krótsze okresy orbitalne. Jeśli średnica jest większa, prędkość orbity jest wolniejsza, a okres orbity jest dłuższy. Na przykład Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, która znajduje się na niskiej orbicie ziemskiej, ma okres 92 minut, a księżyc ma okres orbity 28 dni.

Pomiędzy tymi skrajnościami istnieje konkretna odległość od Ziemi, w której okres obiegu jest równy okresowi obrotu Ziemi. Innymi słowy, okres obiegu orbity obiektu na tej orbicie to jeden dzień gwiazdowy (około 23h 56m), a zatem prędkość kątowa ziemi i obiektu jest podobna. Jednym z interesujących rezultatów jest to, że każdego dnia o tej samej godzinie satelita będzie w tej samej pozycji. Jest zsynchronizowany z obrotem Ziemi, stąd orbita geosynchroniczna.

Wszystkie geosynchroniczne orbity ziemi, okrągłe lub eliptyczne, mają pół-główną oś 42 164 km.

Więcej informacji o orbicie geostacjonarnej

Geosynchroniczna orbita w płaszczyźnie równika Ziemi jest znana jako orbita geostacjonarna. Ponieważ orbita znajduje się w płaszczyźnie równika, ma dodatkową właściwość inną niż bycie w tej samej pozycji w tym samym czasie. Kiedy obiekt na orbicie porusza się, Ziemia również porusza się równolegle do niego. Dlatego wydaje się, że obiekt zawsze znajduje się zawsze powyżej tego samego punktu. To tak, jakby obiekt był ustalony tuż nad jakimś punktem na ziemi, zamiast go krążyć.

Prawie wszystkie satelity komunikacyjne są umieszczone na orbicie geostacjonarnej. Koncepcję wykorzystania orbity geostacjonarnej w telekomunikacji po raz pierwszy przedstawił autor science-fiction Arthur C. Clarke, stąd czasami nazywany Orbitą Clarke. A kolekcja satelitów na tej orbicie jest znana jako pas Clarke. Dziś jest używany do transmisji telekomunikacyjnej na całym świecie.

Orbita geostacjonarna znajduje się 35 786 km (22 236 mil) powyżej średniego poziomu 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 jest znana jako orbita geosynchroniczna. Obiekt na tej orbicie pojawia się w tym samym miejscu podczas każdego cyklu. Jest zsynchronizowany z obrotem Ziemi, stąd termin orbita geosynchroniczna.

• Geosynchroniczna orbita leżąca w płaszczyźnie równika Ziemi jest znana jako orbita geostacjonarna. 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.