Глава 2: Які орбіти і ШСЗ бувають?

1. § 1. Класифікації орбіт ШСЗ
2. п.1. Класифікація орбіт ШСЗ по нахиленню
3. екваторіальні орбіти
4. полярні орбіти
5. Сонячно-синхронні орбіти

1. § 1. Класифікації орбіт ШСЗ
1. п.1. Класифікація орбіт ШСЗ по нахиленню

• п.2. Класифікація орбіт ШСЗ за величиною велика піввісь
п.3. орбіти поховання
• § 2. Класифікації типів ШСЗ

Частина II: Практика
[ Глава 3: Підготовка до спостережень ]
[ Глава 4: Про час ]
[ Глава 5: Що і як спостерігати? ]
[ додатки ]
[ використані джерела ]
[ Корисні ресурси мережі INTERNET ]

У цьому розділі ми розглянемо, які супутники і їх орбіти бувають, намагаючись відбити лише основні їх види.

За минулі більш ніж 50 років з початку космічної ери число ШСЗ в навколоземному просторі величезна - десятки тисяч об'єктів від більш ніж 100 метрів в діаметрі ( МКС ) До шматочків обшивки і т.п. розміром 5-10 см. На рис. 1а можна побачити розподіл ШСЗ на північ 17 січня 2011 року для більш ніж 14000 ШСЗ.

Природно, з усього цього розмаїття з конкретного місця Землі можна побачити тільки частину ШСЗ - на Рис. 1б показана анімація руху ШСЗ січневого ранку над Мінськом за одну хвилину часу, отримана в програмі "Heavensat" (див. главу 3 ). Кожен зелений маркер - окремі супутник, освітлений Сонцем. Сині маркери - ШСЗ, що знаходяться в тіні Землі (тінь Землі вранці знаходиться в західній частині неба - см. главу 3 ). Видно, що різні супутники мають різну кутову швидкість - хтось рухається швидше, хтось повільніше, а деякі і зовсім "застигли" на місці (це геостаціонарні ШСЗ - див. Нижче). Природно, побачити неозброєним поглядом цей "комариний рій" не вийде, тому що переважна більшість цих супутником і об'єктів космічного "сміття" занадто тьмяні.

Щоб не заплутатися в цьому різноманітті "звіринця" ШСЗ і наводиться нижче описане класифікація.

Наведені класифікації не претендують на абсолютність - як відомо, класифікувати можна що завгодно за яким завгодно ознакою скільки завгодно часу ...

§ 1. Класифікації орбіт ШСЗ

У цьому параграфі ми розглянемо типи орбіт ШСЗ. В главі 1 ми бачили, що все ШСЗ рухаються по еліпсам, в одному з фокусів яких знаходиться Земля.Следовательно, всі типи орбіт - Еліптичність. Основний розподіл орбіт виробляють за величиною способу "i" орбіти і за значенням великої півосі "a". Крім того, можна виділити поділ за величиною ексцентриситету "e" - малоелліптічние і високоелліптічние орбіти. Наочне уявлення про зміну виду орбіти при різних значеннях ексцентриситету дано на рис. 2.

Отже, приступимо до вивчення типів орбіт.

[ вгору ]

п.1. Класифікація орбіт ШСЗ по нахиленню

У загальному випадку нахил орбіта ШСЗ лежить в діапазоні 0 ° "i" рис. 3). Залежно від значення способу і висоти ШСЗ над поверхнею Землі, положення областей його видимості мають різні межі широти, а в залежності від висоти над поверхнею - і різний радіус цих областей. Чим більше нахил, тим на більш північних широтах може бути видно супутник, а чим він вищий - тим ширше область видимості. Таким чином, спосіб "i" і велика піввісь "a" визначають переміщених по поверхні Землі смуги видимості ШСЗ і її ширину.

У загальному випадку пареметри орбіти будуть еволюціонувати в залежності від способу "i", велика піввісь "a" і ексцентриситету "e" (див. §5 Глави 1).

екваторіальні орбіти

Екваторіальна орбіта - крайній випадок орбіти, коли нахил "i" = 0 ° (див. Рис. 4). В цьому випадку прецесія і поворот орбіти будуть максимальні - до 10 ° / добу і до 20 ° / добу відповідно (див. §5 Глави 1). Ширина смуги видимості супутника, яка розташована уздовж екватора, визначається його висотою над поверхнею Землі. Орбіти з малим нахилом "i" часто називають "близько екваторіальними".

[ вгору ]

полярні орбіти

Полярна орбіта - другий крайній випадок орбіти, коли нахил "i" = 90 ° (див. Рис. 5). В цьому випадку прецесія орбіти відсутній, а поворот орбіти відбувається в бік, протилежний щодо обертання ШСЗ, і не перевищує 5 ° / добу (див. §5 Глави 1). Подібний полярний ШСЗ послідовно проходить над усіма ділянками поверхні Землі. Ширина смуги видимості супутника визначається його висотою над поверхнею Землі, але супутник рано чи пізно можна побачити з будь-якої точки. Орбіти з нахилом "i", близьким до 90 °, називають "приполярними".

Сонячно-синхронні орбіти

Сонячно-синхронна орбіта (ССО) - особливий вид орбіти, часто використовуваний супутникам, які виробляють зйомку поверхні Землі. Являє собою орбіту з такими параметрами, що супутник проходить над будь-якою точкою земної поверхні приблизно в один і той же місцевий сонячний час [4]. Рух такого супутника синхронізовано з рухом лінії термінатора по поверхні Землі - за рахунок цього супутник може летіти завжди над кордоном освітленій і неосвітленій сонцем території, або завжди в освітленій області, або навпаки - завжди в нічний, причому умови освітленості при прольоті над однією і тією ж точкою Землі завжди однакові. Для досягнення цього ефекту орбіта повинна прецессировать в сторону, зворотну обертання Землі (тобто на схід) на 360 ° в рік, щоб компенсувати обертання Землі навколо Сонця. Такі умови дотримуються тільки для певного діапазону висот орбіт і нахилів - як правило, це висоти 600-800 км і нахил "i" має бути близько 98 °, тобто ШСЗ на сонячно-синхронних орбітах мають зворотний рух (див. Рис. 6). При збільшенні висоти польоту ШСЗ спосіб має збільшуватися, через що він не буде пролітати над полярними районами. Як правило, сонячно-синхронні орбіти близькі до круговим, але можуть бути і помітно Еліптичність.

У загальному випадку необхідне для сонячної-синхронної орбіГлава 2: Які орбіти і ШСЗ бувають?