Почему спутники не падают

Содержание:

Геостационарная орбита против геостационарной

Орбита — это искривленная траектория в космосе, по которой небесные объекты имеют тенденцию вращаться. Основополагающий принцип орбиты тесно связан с гравитацией и не получил четкого объяснения до тех пор, пока не была опубликована теория гравитации Ньютона.

Чтобы понять принцип, рассмотрим шар, прикрепленный к струне, вращающийся с постоянной длиной струны. Если мяч вращается с меньшей скоростью, он не завершит цикл, а схлопнется. Если мяч вращается с очень высокой скоростью, струна порвется, и мяч оторвется. Если вы держите веревку, вы почувствуете натяжение мяча на руке. Этому усилию мяча уйти в сторону противодействует натяжение струны, которое тянет ее назад, и мяч начинает двигаться по кругу. Существует определенная скорость, с которой вы должны вращаться, поэтому эти противодействующие силы уравновешены, и когда они это делают, путь мяча можно рассматривать как орбиту.

Этот принцип, лежащий в основе этого простого примера, можно применить к гораздо более крупным объектам, таким как планеты и луны. Гравитация действует как центростремительная сила и удерживает объект, который пытается уйти на орбите по эллиптической траектории в космосе. Наше Солнце удерживает планеты вокруг себя, и планеты таким же образом удерживают луны вокруг себя. Время, необходимое объекту на орбите, чтобы завершить один цикл, называется периодом обращения. Например, орбитальный период Земли составляет 365 дней.

Геостационарная орбита — это орбита вокруг Земли с орбитальным периодом в один звездный день, а геостационарная орбита — это особый случай геостационарной орбиты, где они расположены прямо над экватором.

Подробнее о геосинхронной орбите

Снова рассмотрим мяч и веревку. Если длина струны мала, мяч вращается быстрее, а если струна длиннее, то медленнее. Аналогично орбиты меньшего диаметра имеют более высокие орбитальные скорости и более короткие периоды обращения. Если диаметр больше, орбитальная скорость меньше, а орбитальный период длиннее. Например, Международная космическая станция, которая находится на низкой околоземной орбите, имеет период обращения 92 минуты, а Луна имеет период обращения 28 дней.

Между этими крайностями существует определенное расстояние от Земли, на котором период обращения по орбите равен периоду вращения Земли. Другими словами, период обращения объекта на этой орбите составляет один звездный день (примерно 23 часа 56 минут), и, следовательно, угловая скорость Земли и объекта аналогична. Одним из интересных результатов этого является то, что каждый день в одно и то же время спутник будет находиться в одном и том же положении. Он синхронизирован с вращением Земли, отсюда и геостационарная орбита.

Все геосинхронные орбиты Земли, круглые или эллиптические, имеют большую полуось 42 164 км.

Подробнее о геостационарной орбите

Геостационарная орбита в плоскости земного экватора известна как геостационарная орбита. Поскольку орбита находится в плоскости экватора, у нее есть дополнительное свойство, кроме того, что она находится в одном и том же положении в одно и то же время. Когда объект на орбите движется, Земля также движется параллельно ему. Следовательно, кажется, что объект всегда находится над одной и той же точкой, всегда. Это как если бы объект был закреплен прямо над какой-то точкой на Земле, а не вращался вокруг нее.

Практически все спутники связи выведены на геостационарную орбиту. Идея использования геостационарной орбиты для телекоммуникаций была впервые представлена ​​писателем-фантастом Артуром Кларком, поэтому иногда ее называют орбитой Кларка. И набор спутников на этой орбите известен как пояс Кларка. Сегодня он используется для передачи данных по всему миру.

Геостационарная орбита расположена на высоте 35 786 км (22 236 миль) над средним уровнем моря, а длина орбиты Кларка составляет около 265 000 км (165 000 миль).

В чем разница между геостационарной и геостационарной орбитами?

• Орбита с периодом обращения в один звездный день известна как геосинхронная орбита. Объект на этой орбите появляется в одном и том же месте в течение каждого цикла. Он синхронизирован с вращением Земли, отсюда и термин геостационарная орбита.

• Геостационарная орбита, лежащая в плоскости земного экватора, известна как геостационарная орбита. Объект на геостационарной орбите кажется зафиксированным прямо над точкой на Земле, и он кажется неподвижным относительно Земли. Следовательно. термин геостационарная орбита.

Расчет скорости движения спутника вокруг Земли

Вращаясь по круговой орбите вокруг Земли, спутник в любой точке своей траектории может двигаться только с постоянной по модулю скоростью, хотя направление этой скорости будет постоянно изменяться. Какова же величина этой скорости? Её можно рассчитать с помощью второго закона Ньютона и закона тяготения.

Для поддержания круговой орбиты спутника массы в соответствии со вторым законом Ньютона потребуется центростремительная сила: , где — центростремительное ускорение.

Как известно, центростремительное ускорение определяется по формуле:

где — скорость движения спутника, — радиус круговой орбиты, по которой движется спутник.

Центростремительную силу обеспечивает гравитация, поэтому в соответствии с законом тяготения:

где кг — масса Земли, м3⋅кг-1⋅с-2 — гравитационная постоянная.

Подставляя все в исходную формулу, получаем:

Выражая искомую скорость , получаем, что скорость движения спутника вокруг Земли равна:

Это формула скорости, которую должен иметь спутник Земли на заданном радиусе (т.е. расстоянии от центра планеты) для поддержания круговой орбиты. Скорость не может меняться по модулю, пока спутник сохраняет постоянный орбитальный радиус, то есть пока он продолжает обращаться вокруг планеты по круговой траектории.

При использовании полученной формулы следует учитывать несколько деталей:

• В качестве радиуса нужно использовать расстояние от центра Земли, а не высоту над поверхностью.
  Следовательно, расстояние в формуле – это расстояние между центрами двух тел. В том случае, если известна высота спутника над поверхностью Земли, то для нахождения к этой высоте нужно прибавить радиус Земли, который приблизительно равен 6400 км.
• Данная формула верна для спутников, находящихся за пределами атмосферы.
  Однако в случае искусственных спутников это не совсем так. Даже на высоте 600 км от Земли имеет место определённое сопротивление воздуха. Постепенно это сопротивление, т.е. трение о воздух, заставляет спутники снижаться, и в конце концов они сгорают при входе в атмосферу. На высоте менее 160 км орбита спутника существенно понижается при каждом обороте вокруг Земли из-за сопротивления воздуха.
• Скорость спутника на круговой орбите не зависит от его массы.
  Если представить себе, что сопротивлением воздуха можно пренебречь, и Луна обращается вокруг Земли на расстоянии 640 км, то для сохранения орбиты она должна двигаться с такой же точно скоростью, что и искусственный спутник на той же высоте, хотя масса и размеры Луны намного больше.

Искусственные спутники Земли, как правило, обращаются вокруг планеты на высоте от 500 до 2000 км от поверхности планеты. Рассчитаем, с какой скоростью должен двигаться такой спутник на высоте 1000 км над поверхностью Земли. В этом случае км. Подставляя числа, получаем:

 км/с.

Параметры

азнак равноАп23{\ displaystyle \ alpha = AP {\ frac {2} {3}}}

Где A равно 42 241,0979, а P равно 0,9972, поэтому:

азнак равно(42 241.0979)(0,9972)23знак равно42 163 км{\ Displaystyle \ альфа = (42 \ 241,0979) (0,9972) {\ гидроразрыва {2} {3}} = 42 \ 163 \ км}

Поэтому геостационарные спутники вращаются по кругу прямо над экватором на расстоянии 42 163 км от центра Земли.

Высота над средним уровнем моря (h): поскольку приблизительный экваториальный радиус Земли составляет 6 378 км, мы имеем это:

часзнак равно42 163−6378знак равно35 785 км{\ Displaystyle ч = 42 \ 163-6378 = 35 \ 785 \ км \,}на поверхности земли

Орбитальная скорость геостационарного спутника (V): тангенциальная или прямолинейная скорость V спутника определяется по формуле:

Vзнак равноС24час{\ displaystyle V = {\ frac {C} {24h}}}

где C — длина окружности орбиты, которая для случая геостационарной орбиты равна:

Сзнак равно2Пирзнак равно2Пи(42 163 км)знак равно264 918 км{\ displaystyle C = 2 \ pi r = 2 \ pi (42 \ 163 \ km) = 264 \ 918 \ km \,}

Значит скорость спутника:

Vзнак равно264 918 км24часзнак равно11 038 кмчас{\ displaystyle V = {\ frac {264 \ 918 \ km} {24h}} = 11 \ 038 \ km/h}

Задержка туда и обратно для геосинхронных спутников

Задержка распространения туда и обратно между спутником и наземной станцией непосредственно под ним составляет:

Тзнак равногсзнак равно2(35 785 км)3Икс105 кмсзнак равно0,238 с{\ displaystyle T = {\ frac {d} {c}} = {\ frac {2 (35 \ 785 \ km)} {3×10 ^ {5} \ km/s}} = 0,238 \ s}

Если учесть задержки в оборудовании спутника и наземной станции, электромагнитной волне требуется более четверти секунды, чтобы пройти от наземной станции к спутнику и вернуться, когда станция находится непосредственно под спутником. Когда наземные станции находятся дальше, задержка распространения еще больше.

Удержание спутника в орбитальной позиции на геостационарной орбите

Спутник, обращающийся на геостационарной орбите, находится под воздействием ряда сил (возмущений), изменяющих параметры этой орбиты. В частности, к таким возмущениям относятся гравитационные лунно-солнечные возмущения, влияние неоднородности гравитационного поля Земли, эллиптичность экватора и т. д. Деградация орбиты выражается в двух основных явлениях:

1) Спутник смещается вдоль орбиты от своей первоначальной орбитальной позиции в сторону одной из четырёх точек стабильного равновесия, т. н. «потенциальных ям геостационарной орбиты» (их долготы 75,3°E, 104,7°W, 165,3°E, и 14,7°W) над экватором Земли;

2) Наклонение орбиты к экватору увеличивается (от первоначального 0) со скоростью порядка 0,85 градусов в год, и достигает максимального значения 15 градусов за 26,5 лет.

Для компенсации этих возмущений и удержания спутника в назначенной точке стояния спутник оснащается двигательной установкой (химической или электроракетной). Периодическими включениями двигателей малой тяги (коррекция «север-юг» для компенсации роста наклонения орбиты и «запад-восток» для компенсации дрейфа вдоль орбиты) спутник удерживается в назначенной точке стояния. Такие включения производятся по нескольку раз в 10-15 суток. Существенно, что для коррекции «север-юг» требуется значительно большее приращение характеристической скорости (около 45—50 м/с в год), чем для долготной коррекции (около 2 м/с в год). Для обеспечения коррекции орбиты спутника на протяжении всего срока его эксплуатации (12—15 лет для современных телевизионных спутников) требуется значительный запас топлива на борту (сотни килограммов в случае применения химического двигателя). Химический ракетный двигатель спутника имеет вытеснительную подачу топлива (газ наддува — гелий), работает на долгохранимых высококипящих компонентах (обычно несимметричный диметилгидразин и диазотный тетраоксид). На ряде спутников устанавливаются плазменные двигатели. Их тяга существенно меньше по отношению к химическим, однако большая эффективность позволяет (за счёт продолжительной работы, измеряемой десятками минут для единичного манёвра) радикально снизить потребную массу топлива на борту. Выбор типа двигательной установки определяется конкретными техническими особенностями аппарата.

Эта же двигательная установка используется, при необходимости, для манёвра перевода спутника в другую орбитальную позицию. В некоторых случаях, как правило, в конце срока эксплуатации спутника, для сокращения расхода топлива коррекция орбиты «север-юг» прекращается, а остаток топлива используется только для коррекции «запад-восток».

Запас топлива является основным лимитирующим фактором срока службы спутника на геостационарной орбите.

Внешние ссылки [ править ]

• Список спутников связи Lyngsat на геостационарной орбите
• Для интерактивного списка активных неактивных спутников геосинхронных и орбитальных в NORAD Celestrack

3. Вычисление параметров геостационарной орбиты

3.1. Радиус орбиты и высота орбиты

На геостационарной орбите спутник не приближается к Земле и не удаляется от неё, и кроме того, вращаясь вместе с Землёй, постоянно находится над какой-либо точкой на экваторе. Следовательно, действующие на спутник силы гравитации и центробежная сила должны уравновешивать друг друга. Для вычисления высоты геостационарной орбиты можно воспользоваться методами классической механики и исходить из следующего уравнения:

где F_u — сила инерции, а в данном случае, центробежная сила; F_Γ — гравитационная сила. Величину гравитационной силы, действующую на спутник, можно определить по закону всемирного тяготения Ньютона:

где m_c — масса спутника, M₃ — масса Земли в килограммах, G — гравитационная постоянная, а R — расстояние в метрах от спутника до центра Земли или, в данном случае, радиус орбиты.

Величина центробежной силы равна:

где a — центростремительное ускорение, возникающее при круговом движении по орбите.

Как можно видеть, масса спутника m_c присутствует как множитель в выражениях для центробежной силы и для гравитационной силы, то есть высота орбиты не зависит от массы спутника, что справедливо для любых орбит и является следствием равенства гравитационной и инертной массы. Следовательно, геостационарная орбита определяется лишь высотой, при которых центробежная сила будет равна по модулю и противоположна по направлению гравитационной силе, создаваемой притяжением Земли на данной высоте.

Центростремительное ускорение равно:

где ω — угловая скорость вращения спутника, в радианах в секунду.

Сделаем одно важное уточнение. В действительности, центростремительное ускорение имеет физический смысл только в инерциональной системе отсчета, в то время как центробежная сила является так называемой мнимой силой и имеет место исключительно в системах отсчета (координат), которые связаны с вращающимися телами

Центростремительная сила (в данном случае — сила гравитации) вызывает центростремительное ускорение. По модулю (по абсолютному численному значению) центростремительное ускорение в инерциальной системе отсчета равно центробежному в системе отсчета, связанной в нашем случае со спутником. Поэтому далее, с учетом сделанного замечания, мы можем употреблять термин «центростремительное ускорение» вместе с термином «центробежная сила».

Уравнивая выражения для гравитационной силы и центробежной силы с подстановкой центростремительного ускорения, получаем:

Сокращая m_c, переводя R2 влево, а ω2 вправо, получаем:

или

Можно записать это выражение иначе, заменив на μ — геоцентрическую гравитационную постоянную:

Угловая скорость ω вычисляется делением угла, пройденного за один оборот ( радиан) на период обращения (время, за которое совершается один полный оборот по орбите: один сидерический день, или 86 164 секунды). Получаем:

Полученный радиус орбиты составляет 42 164 км. Вычитая экваториальный радиус Земли, 6 378 км, получаем высоту 35 786 км.

3.2. Орбитальная скорость

Орбитальная скорость (скорость, с которой спутник летит в космосе), вычисляется умножением угловой скорости на радиус орбиты:

Можно сделать вычисления и иначе. Высота геостационарной орбиты — это такое удаление от центра Земли, где угловая скорость спутника, совпадающая с угловой скоростью вращения Земли, порождает орбитальную (линейную) скорость, равную первой космической скорости (для обеспечения круговой орбиты) на данной высоте. Решая данное простое уравнение мы, разумеется, получим те же значения, что и в расчетах через центробежную силу. Понятно также, почему геостационарные орбиты такие высокие. Требуется достаточно далеко отвести спутник от Земли, чтобы первая космическая скорость там была столь небольшой (примерно 3 км/с, ср. примерно 8 км/с на низких орбитах)

Важно также отметить, что геостационарная орбита должна быть именно круговой (и именно поэтому выше говорилось именно о первой космической скорости). Если скорость будет ниже первой космической (на данном удалении от Земли), то спутник будет снижаться, если скорость будет выше первой космической, то орбита будет эллиптической, и спутник не сможет равномерно вращаться синхронно с Землей

3.3. Длина орбиты

Длина геостационарной орбиты: . При радиусе орбиты 42 164 км получаем длину орбиты 264 924 км.

Длина орбиты крайне важна для вычисления «точек стояния» спутников.

Быстрое объяснение

На самом деле спутники постоянно падают на Землю из-за воздействия гравитации. Но они всегда промахиваются, т. к. имеют боковую скорость, заданную инерцией при запуске.

Развёрнутое объяснение

Если вы бросаете мяч в воздух, мяч возвращается обратно вниз. Это из-за гравитации — той же силы, которая удерживает нас на Земле и не дает улететь в открытый космос.

Спутники попадают на орбиту благодаря ракетам. Ракета должна разогнаться до 29 000 км/ч! Этого достаточно быстро, чтобы преодолеть сильное притяжение и покинуть атмосферу Земли. Как только ракета достигает нужной точки над Землей, она отпускает спутник.

Но как спутник остается на орбите? Разве он не полетел бы по прямой в космос?

Не совсем. Даже когда спутник находится за тысячи километров, гравитация Земли все еще притягивает его. Притяжение Земли в сочетании с импульсом от ракеты заставляет спутник следовать круговой траектории вокруг Земли — орбите.

Гравитация тем сильнее, чем ближе объект к Земле. И спутники, которые вращаются вокруг Земли, должны двигаться на очень высоких скоростях, чтобы оставаться на орбите.

Например, спутник NOAA-20 вращается всего в нескольких сотнях километров над Землей. Он должен путешествовать со скоростью 27 300 км/ч, чтобы оставаться на орбите.

С другой стороны, спутник NOAA GOES-East вращается вокруг Земли на высоте 35 405 км. Чтобы преодолеть гравитацию и остаться на орбите, ему нужна скорость около 10 780 км/ч.

Спутники могут оставаться на орбите в течение сотен лет, поэтому нам не нужно беспокоиться о том, что они упадут на Землю.

Международно-правовой режим геостационарной орбиты

Составной частью космического пространства, подпадающей под действие международного права, являются орбиты размещения искусственных спутников и других космических аппаратов. Особое значение среди них имеет геостационарная орбита. Под ней понимается круговая орбита на высоте около 36 тыс. км над экватором Земли.

Особенность этой орбиты состоит в том, что размещенные на ней спутники находятся в постоянном положении над определенной точкой земного экватора. При этом каждый из них может покрывать радиоизлучениями треть площади поверхности Земли. Это имеет большое значение для развития таких прикладных видов космической деятельности, как спутниковая связь, связь для целей навигации, дистанционное зондирование Земли, мониторинг окружающей среды и некоторых другие.

Проблема, однако, состоит в том, что количество позиций для одновременного и эффективного функционирования спутников на геостационарной орбите является ограниченным (лимитированным). Сейчас на этой орбите находится около 650 спутников разных стран (первый американский спутник на эту орбиту был запушен в 1964 г.). Потребности в этом, однако, возрастают. В этой связи имеют место проблемы, касающиеся справедливого распределения частотно-орбитального ресурса геостационарной орбиты, доступа к этой орбите, рационального и эффективного ее использования и др.

Международно-правовой статус геостационарной орбиты на сегодня не определен в специальном порядке. Этот статус вытекает из общих положений Договора по космосу, Соглашения о Луне и некоторых других международно-правовых актов. В соответствии с этими актами геостационарная орбита является частью космического пространства, и на нее распространяются нормы и принципы международного права, касающиеся этого пространства.

Особенности данной орбиты и вопросы, связанные с распределением ее радиочастотного спектра, отражены в Уставе Международного союза электросвязи (1992 г.). В нем, в частности, отмечается, что геостационарная орбита является «ограниченным природным ресурсом» (ст. 44). Использование ее частотного спектра должно быть открытым для всех стран независимо от их технического потенциала и географического положения.

Для обеспечения интересов всех стран, справедливого и рационального использования ресурсов геостационарной орбиты установлена специальная процедура в рамках Международного союза электросвязи. Она предполагает постепенное наращивание «загрузки» орбиты с учетом фактических потребностей государств и разработки международных планов для использования орбитальных частот. Эти планы предусматривают закрепление за тем или иным государством как минимум одной позиции на геостационарной орбите и соответствующей зоны покрытия на Земле.

Процедура международной координации включает также метод «обслуживания в порядке поступления», т.е. предварительную публикацию данных о конкретной спутниковой системе, а также регистрацию выделенных частот в специальном Справочном регистре частот Международного союза электросвязи.

После выделения определенной позиции на геостационарной орбите орбитальные ресурсы используются государством в лице его национальных органов связи. Последние передают соответствующие орбитальные ресурсы в пользование другим юридическим лицам, действующим на территории соответствующей страны.

В любом случае геостационарная орбита как часть космического пространства не может быть кем-то присвоена.

В этой связи необоснованными представляются претензии некоторых экваториальных государств на соответствующие участки геостационарной орбиты. Такие претензии в 1976 г. были сформулированы, в частности, рядом экваториальных стран в подписанной в Боготе (Колумбия) декларации. Та же Колумбия, кроме того, свое право на часть данной орбиты, а также на «электромагнитный спектр и место, в котором он действует» зафиксировала в своей Конституции.

Такой подход противоречит нормам и принципам международного космического права. Геостационарная орбита может и должна использоваться на общих принципах международного космического сотрудничества.

Спутниковая орбита

Стабильные (●) и нестабильные (◆) положения спутников

Влияние Луны, Солнца и особенно деформации Земли нарушают геостационарную орбиту. Спутник удерживает свое положение всего в четырех положениях, и только два из них стабильны: 105,3 ° з.д. и 75,1 ° в.д. Два других, 11,5 ° з.д. и 161,9 ° в.д., нестабильны. Небольшие возмущающие переменные вызывают смещение к стабильным положениям. Поэтому для позиционирования спутника за пределами этих точек требуется постоянная корректировка орбиты. Спутники, которые выходят из-под контроля и больше не могут быть переведены на орбиту кладбища, будут группироваться в этих двух точках. В настоящее время (2010 г.) их должно быть более 160.

Возмущения полотна также влияют на наклон полотна. Без поправок он увеличивается примерно на 0,5 ° в год, в зависимости от положения. Спутник больше не неподвижен в небе, а движется относительно Земли по кривой в форме восьмерки. Отклонение от круглой формы к эллиптической орбите выражается в асимметрии кривой, подобной кривой аналеммы Солнца. Коррекция орбиты в направлении север-юг требует намного больше топлива, чем смещение вдоль экватора. Поэтому операторы позволяют старым спутникам с почти исчерпанным запасом топлива по возможности перемещаться по так называемой наклонной орбите . При отклонении N / S на 10 ° изменение W / O составляет около 0,5 °.

В Международный союз электросвязи выделяет частоты и позиции спутников , так что спутники не мешают друг другу. Раньше расстояние было 4 ° до соседнего спутника, который излучал на той же частоте. В связи с большим спросом на спутниковые позиции расстояния были сокращены до 2 °, что соответствует 1400 км. Фактическое назначенное положение спутника представляет собой прямоугольник, в котором операторы должны расположить свои спутники с точностью ± 0,14 °, что означает смещение с востока на запад менее 100 км. Радиальный снос не должен отличаться более чем на 75 километров.

Совместное позиционирование

На одной позиции спутника можно разместить более одного спутника. В этом случае все совмещенные спутники находятся внутри назначенного поля. В настоящее время на одной позиции спутника можно разместить восемь спутников.

Энергоснабжение при затмении, отключении солнца

Геостационарный спутник почти круглый год получает энергию от солнечных батарей. В узлах геостационарной орбиты до весны и начале осени вблизи линии , соединяющей Солнце с Землей , и в тени Земли . Вот почему он стоит в тени Земли максимум 70 минут ночью с марта на середину апреля и с сентября до середины октября. Во время этого затмения спутники получают энергию от аккумуляторов , которые ранее были заряжены солнечными элементами, или ограничивают их мощность (пример: TV-SAT ). Дважды в год в определенное время суток спутник, Земля и Солнце почти на одной линии. Затем, если смотреть с антенны, солнце находится близко к спутнику на несколько минут несколько дней подряд. Затем микроволновое излучение Солнца перекрывает излучение спутника, и происходит кратковременное ухудшение или прерывание спутниковой связи ( отключение солнечного излучения ). Точное время, когда это событие происходит, зависит от положения рассматриваемого спутника и положения приемника на Земле; Кроме того, диаметр антенны и частота передачи влияют на продолжительность прерывания.

Недостатки геостационарной орбиты

Задержка сигнала

Связь через геостационарные спутники характеризуется большими задержками в распространении сигнала. При высоте орбиты 35 786 км и скорости света около 300 000 км/с ход луча «Земля-спутник» требует около 0,12 с. Ход луча «Земля (передатчик) → спутник → Земля (приемник)» ≈0,24 с. Полная задержка (измеряемая утилитой Ping) при использовании спутниковой связи для приема и передачи данных составит почти полсекунды. С учетом задержки сигнала в аппаратуре ИСЗ, в аппаратуре и в кабельных системах передач наземных служб общая задержка сигнала на маршруте «источник сигнала → спутник → приёмник» может достигать 2—4 секунд. Такая задержка затрудняет применение спутников на ГСО в телефонии и делает невозможной применение спутниковой связи с использованием ГСО в различных сервисах реального времени (например в онлайн-играх).

Невидимость ГСО с высоких широт

Так как геостационарная орбита не видна с высоких широт (приблизительно от 81° до полюсов), а на широтах выше 75° наблюдается очень низко над горизонтом (в реальных условиях спутники просто скрываются выступающими объектами и рельефом местности) и виден лишь небольшой участок орбиты (см. таблицу), то невозможна связь и телетрансляция с использованием ГСО в высокоширотных районах Крайнего Севера (Арктики) и Антарктиды. К примеру, американские полярники на станции Амундсен-Скотт для связи с внешним миром (телефония, интернет) используют оптоволоконный кабель длиной 1670 километров до расположенной на 75° ю.ш. французской станции Конкордия, с которой уже видно несколько американских геостационарных спутников.

Таблица наблюдаемого сектора геостационарной орбиты в зависимости от широты места
Все данные приведены в градусах и их долях.

Из вышележащей таблицы видно, например, что если на широте С.-Петербурга (~60°) видимый сектор орбиты (и соответственно количество принимаемых спутников) равен 84 % от максимально возможного (на экваторе), то на широте полуострова Таймыр (~75°) видимый сектор составляет 49 %, а на широте Шпицбергена и мыса Челюскина (~78°) — лишь 16 % от наблюдаемого на экваторе. В этот сектор орбиты в районе Сибири попадает 1-2 спутника (не всегда необходимой страны).

Солнечная интерференция

Одним из самых неприятных недостатков геостационарной орбиты является уменьшение и полное отсутствие сигнала в ситуации, когда Солнце и спутник-передатчик находятся на одной линии с приёмной антенной (положение «Солнце за спутником»). Данное явление присуще и другим орбитам, но именно на геостационарной, когда спутник «неподвижен» на небе, проявляется особенно ярко. В средних широтах северного полушария солнечная интерференция проявляется в периоды с 22 февраля по 11 марта и с 3 по 21 октября, с максимальной длительностью до десяти минут. В такие моменты в ясную погоду солнечные лучи сфокусированные светлым покрытием антенны могут повредить (расплавить или перегреть) приёмо-передающую аппаратуру спутниковой антенны.

60 самых известных непилотируемых космических аппаратов – межпланетных зондов, посадочных станций и роверов

Стенгазеты благотворительного образовательного проекта «Коротко и ясно о самом интересном» предназначены для школьников, родителей и учителей Санкт-Петербурга. Наша цель: школьникам – показать, что получение знаний может стать простым и увлекательным занятием, научить отличать достоверную информацию от мифов и домыслов, рассказать, что мы живём в очень интересное время в очень интересном мире; родителям – помочь в выборе тем для совместного обсуждения с детьми и планирования семейных культурных мероприятий; учителям – предложить яркий наглядный материал, насыщенный интересной и достоверной информацией, для оживления уроков и внеурочной деятельности.

Мы выбираем важную тему, ищем специалиста, который может её раскрыть и подготовить материал, адаптируем его текст для школьной аудитории, компонуем это всё в формате стенгазеты, печатаем тираж и отвозим в ряд организаций Петербурга (районные отделы образования, библиотеки, больницы, детские дома, и т. д.) для бесплатного распространения. Наш ресурс в интернете – сайт стенгазет к-я.рф, где наши стенгазеты представлены в двух видах: для самостоятельной распечатки на плоттере в натуральную величину и для комфортного чтения на экранах планшетов и телефонов. Есть также группа Вконтакте и на сайте питерских родителей Литтлван, где мы обсуждаем выход новых газет. Отзывы и пожелания направляйте, пожалуйста, по адресу: pangea@mail.ru.
 
 
 

Меркаторная проекция

На самом деле есть веская причина. Видите ли, наша планета является трехмерным объектом, тогда как карты всегда двумерны. Для того, чтобы мы могли видеть и визуализировать границы стран и большие наземные массы на поверхности Земли, нам нужен способ проецировать все эти трехмерные вещи на двумерный лист бумаги. Это то, что делает карта Меркатора.

Меркаторная проекция мира.

Он прекрасно представляет физические особенности и наземные массы мира на прямоугольном листе бумаги, где широты и долготы являются прямыми, которые пересекаются перпендикулярно, а формы стран четко определены. Однако, помимо возникновения определенных проблем, когда дело касается относительных размеров стран, проекция Меркатора также искажает путь МКС на карте мира.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.