Füüsika õpetaja raamatFüüsika õpetaja raamat : Kui kõrgel on geostatsionaarne orbiit?

Kui kõrgel on geostatsionaarne orbiit?

Põhjamaades vaatavad taldrikud horisondi poole, ekvaatoril otse üles.

Suur Internet ütleb, et geostatsioonaarse orbiidi kõrgus on 35786 kilomeetrit.

Geostatsionaarsel orbiidil olev Maa kaaslane (satelliit) teeb täisringi ühe päevaga. Kuna ka maapind teeb ringi ühe päevaga, siis on geostatsionaarne satelliit maapinna suhtes paigal. Ainuke täiesti satsionaarne ringorbiit on otse Maa ekvaatori kohal. See on väga mugav side- ja meteosatelliitide jaoks, vastuvõtuantennid ei pea neid taevast otsima ja jälitama. Geostatsionaarsele orbiidile on suunatud ka kõik satelliitelevisooni ja -raadiot vastu võtvad antennid, nn taevakanalite taldrikud.

Rehkendus

Kui internet parasjagu ei vasta, võib geostatsionaarse orbiidi ise välja arvutada. Tõsi, siis on vaja raamatutest otsida või järgi küsida gravitatsioonikonstant (G) ja Maa mass (M), täpsemalt nende korrutis (μ). See korrutis, mida taevamehaanikas tuntakse ühtse gravitatsioonilise parameetrina, on tänu väga pikaajalistele vaatlustele Päikesesüsteemi planeetide kohta teada isegi täpsemalt kui massid ja gravitatsioonikonstant. (μMaa=398600,442km3s−2; μMarss=42828km3s−2; μKuu=4902,8km3s−2; μPäike=132712440020km3s−2)

Kui suur on geostatsionaarse satellidi kiirus?

v =ωr ≈3,07km/s

Maapealse vaatleja suhtes on kiirus siiski null, selles ju nimetet orbiidi mõte ongi.

Mitu satelliiti mahub geostatsionaarsele orbiidile?

Geostatsionaarse satelliidi idee ilmus esmalt 1928. aastal Herman Potočniku raamatus „Kosmosereisi probleem – rakettmootor”. 1945. aastal ilmus briti kirjaniku Arthur C. Clarke'i ennustuslik artikkel „Maaväline side – kas rakettjaamad võivad katta raadiosidega kogu Maa?” Artikkel räägib kolmest geostatsionaarsest sidejaamast, mis annavad levi kogu maa- ja veepinnale. Esimene satelliit saadeti statsionaarsele orbiidile 20 aastat hiljem. Kolme sidejaamaga siiski ei piirdutud. Tänapäeval on sel ainsal ringil juba ruumipuudus.

Hea kokkulepe orbiidi jagamiseks oleks – kraadi kohta üks. Paraku ei ole kõik kohad päris võrdsed. Tihedalt asustatud alade kohal asuvad satelliidid on väärtuslikumad, kui näiteks see, mis vaatab Vaikset ookeani. Samuti on probleeme satelliitide püsimisega. Mitmete mõjude tõttu (olulisemad neist on Kuu ja Päikese gravitatsiooniline mõju ning Maa lapikus) kalduvad orbiidid ekvaatori tasandist välja. Sellised satelliidid näivad Maalt vaadates kõikuvat statsionaarse orbiidi lähedal. Kuna nad jõuavad ööpäeva jooksul taevavõlvil samasse kohta tagasi, siis nimetakse neid geosünkroonseteks. Paigalt nihkumine võib toimuda ka mööda orbiiti, sest Maa ekvaator ei ole täpselt ringikujuline ja statsionaarsel orbiidil on stabiilsemaid kohti. Enamasti on need häired seotud vanemate seadmetega, mille liikumise korrigeerimiseks mõeldud kütus on otsas, aga sideseadmed veel töötavad. Ühesõnaga, päris head korda orbiidil ei ole. Erinevatel andmetel on geostatsionaarsel (või sellele lähedasel) orbiidil 410 kuni 415 satelliiti, mõned neist koguni umbes kümnendikkraadise vahega.

Lisaküsimused?

Kui 415 geostatsionaarset satelliiti jagaksid orbiiti vennaliku kokkuleppe järgi võrdselt, kui kaugel nad siis oleksid üksteisest?

Kui kõrgel Marsi pinna kohal on areostatsionaarne orbiit? Kas oleks mõtet sellele orbiidile satelliite paigutada?

Kas võiks arvutada statsionaarse orbiidi kõrguse ümber Kuu tiirlevale satelliidile?