აკრძალულია პროგრამების ჩამოტვირთვა ინტერნეტიდან. უფასო ფილმების ჩამოტვირთვისთვის დაჯარიმდებით

10.03.2019

გეოსტაციონალურ ორბიტაზე თანამგზავრი არ უახლოვდება და არ შორდება დედამიწას და გარდა ამისა, დედამიწასთან ერთად ბრუნავს, ის მუდმივად მდებარეობს ეკვატორის ნებისმიერ წერტილზე ზემოთ. შესაბამისად, თანამგზავრზე მოქმედი გრავიტაციული და ცენტრიდანული ძალები უნდა დააბალანსონ ერთმანეთს. გეოსტაციონარული ორბიტის სიმაღლის გამოსათვლელად, შეგიძლიათ გამოიყენოთ კლასიკური მექანიკის მეთოდები და, თანამგზავრის საცნობარო ჩარჩოზე გადასვლისას, განაგრძოთ შემდეგი განტოლება:

სად არის ინერციული ძალა და ამ შემთხვევაში ცენტრიდანული ძალა არის გრავიტაციული ძალა. თანამგზავრზე მოქმედი გრავიტაციული ძალის სიდიდე შეიძლება განისაზღვროს უნივერსალური მიზიდულობის ნიუტონის კანონით:

სად არის თანამგზავრის მასა, არის დედამიწის მასა კილოგრამებში, არის გრავიტაციული მუდმივი და არის ორბიტის რადიუსი (მანძილი მეტრებში თანამგზავრიდან დედამიწის ცენტრამდე).

ცენტრიდანული ძალის სიდიდე უდრის:

სად არის ცენტრიდანული აჩქარება, რომელიც ხდება ორბიტაზე წრიული მოძრაობის დროს.

როგორც ჩანს, თანამგზავრის მასა წარმოდგენილია როგორც ცენტრიდანული ძალის, ასევე გრავიტაციული ძალის გამონათქვამებში. ანუ ორბიტის სიმაღლე არ არის დამოკიდებული თანამგზავრის მასაზე, რაც მართალია ნებისმიერ ორბიტებზე და არის გრავიტაციული და ინერციული მასის თანასწორობის შედეგი. შესაბამისად, გეოსტაციონარული ორბიტა განისაზღვრება მხოლოდ იმ სიმაღლით, რომელზედაც ცენტრიდანული ძალა იქნება ტოლი სიდიდით და საპირისპირო მიმართულებით დედამიწის მიზიდულობის მიერ მოცემულ სიმაღლეზე შექმნილი გრავიტაციული ძალის მიმართ.

ცენტრიდანული აჩქარება უდრის:

სად არის თანამგზავრის ბრუნვის კუთხური სიჩქარე, რადიანებში წამში.

გრავიტაციული და ცენტრიდანული ძალების თანასწორობიდან გამომდინარე ვიღებთ:

კუთხური სიჩქარე ω გამოითვლება ერთ ბრუნში გავლილი კუთხის ორბიტალურ პერიოდზე გაყოფით (დრო, რომელიც საჭიროა ორბიტაზე ერთი სრული შემობრუნებისთვის: ერთი გვერდითი დღე, ანუ 86,164 წამი). ჩვენ ვიღებთ: რად/ს

ორბიტალური რადიუსი არის 42164 კმ. დედამიწის ეკვატორული რადიუსის გამოკლებით, 6,378 კმ, მივიღებთ GEO სიმაღლეს 35,786 კმ.

ორბიტალური სიჩქარე

გეოსტაციონარული ორბიტაზე მოძრაობის სიჩქარე გამოითვლება კუთხური სიჩქარის ორბიტის რადიუსზე გამრავლებით: კმ/წმ.

ეს დაახლოებით 2,5-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე პირველი გაქცევის სიჩქარე 8 კმ/წმ დედამიწის მახლობლად ორბიტაზე (6400 კმ რადიუსით). ვინაიდან წრიული ორბიტის სიჩქარის კვადრატი მისი რადიუსის უკუპროპორციულია, სიჩქარის შემცირება პირველ კოსმოსურ სიჩქარესთან შედარებით მიიღწევა ორბიტალური რადიუსის 6-ჯერ მეტით გაზრდით.

ორბიტის სიგრძე

გეოსტაციონარული ორბიტის სიგრძე: . ორბიტალური რადიუსით 42164 კმ ვიღებთ ორბიტის სიგრძეს 264924 კმ. ორბიტის სიგრძე ძალზე მნიშვნელოვანია თანამგზავრების „დგომის წერტილების“ გამოსათვლელად.

სატელიტის შენარჩუნება გეოსტაციონარულ ორბიტაზე ორბიტალურ მდგომარეობაში. კერძოდ, ასეთი დარღვევები მოიცავს გრავიტაციულ მთვარე-მზის დარღვევას, დედამიწის გრავიტაციული ველის არაჰომოგენურობის გავლენას, ეკვატორის ელიფტიურობას და ა.შ. ორბიტალური დეგრადაცია გამოიხატება ორ ძირითად ფენომენში:

1) სატელიტი ორბიტის გასწვრივ მოძრაობს თავდაპირველი ორბიტალური პოზიციიდან სტაბილური წონასწორობის ოთხი წერტილიდან ერთ-ერთისკენ, ეგრეთ წოდებული „გეოსტაციონარული ორბიტის პოტენციური ხვრელების“კენ (მათი გრძედი არის 75.3°E, 104.7°W, 165.3°E და 14,7°W) დედამიწის ეკვატორის ზემოთ;

2) ორბიტის დახრილობა ეკვატორისკენ იზრდება (საწყისიდან = 0) წელიწადში 0,85 გრადუსიანი სიჩქარით და აღწევს მაქსიმალური მნიშვნელობა 15 გრადუსი 26,5 წელიწადში.

ამ დარღვევების კომპენსაციისთვის და თანამგზავრის დანიშნულ სტაციონარულ წერტილში შესანარჩუნებლად, სატელიტი აღჭურვილია მამოძრავებელი სისტემით (ქიმიური ან ელექტრო რაკეტა). დაბალი ბიძგის ძრავების პერიოდული ჩართვით (შესწორება „ჩრდილოეთ-სამხრეთის“ ორბიტის დახრილობის ზრდის კომპენსაციის მიზნით და „დასავლეთ-აღმოსავლეთი“ ორბიტის გასწვრივ დრიფტის კომპენსაციის მიზნით), სატელიტი ინახება დანიშნულ სტაციონარულ წერტილში. ასეთი ჩანართები კეთდება რამდენჯერმე ყოველ რამდენიმე (10-15) დღეში. მნიშვნელოვანია, რომ ჩრდილოეთ-სამხრეთის კორექცია მოითხოვს დამახასიათებელი სიჩქარის მნიშვნელოვნად უფრო დიდ ზრდას (დაახლოებით 45-50 მ/წმ წელიწადში), ვიდრე გრძივი კორექტირებისთვის (დაახლოებით 2 მ/წმ წელიწადში). სატელიტის ორბიტის კორექტირების უზრუნველსაყოფად მთელი მისი მომსახურების ვადის განმავლობაში (12-15 წელი თანამედროვე სატელევიზიო თანამგზავრებისთვის), საჭიროა ბორტზე საწვავის მნიშვნელოვანი მარაგი (ასობით კილოგრამი, ქიმიური ძრავის გამოყენების შემთხვევაში). თანამგზავრის ქიმიურ სარაკეტო ძრავას აქვს მოძრავი საწვავის მიწოდების სისტემა (გამაძლიერებელი გაზი - ჰელიუმი) და მუშაობს გრძელვადიანი, მაღალი დუღილის კომპონენტებზე (ჩვეულებრივ, არასიმეტრიული დიმეთილჰიდრაზინი და აზოტის ტეტროქსიდი). რიგი თანამგზავრები აღჭურვილია პლაზმური ძრავებით. მათი ბიძგი მნიშვნელოვნად ნაკლებია, ვიდრე ქიმიური, მაგრამ უფრო დიდი ეფექტურობა იძლევა საშუალებას (გამო ხანგრძლივი მუშაობა, გაზომილი ათეულ წუთში ერთი მანევრისთვის) რადიკალურად შემცირდეს ბორტზე საწვავის საჭირო მასა. მამოძრავებელი სისტემის ტიპის არჩევანი განისაზღვრება სპეციფიკით ტექნიკური მახასიათებლებიაპარატი.

საჭიროების შემთხვევაში, იგივე მამოძრავებელი სისტემა გამოიყენება თანამგზავრის სხვა ორბიტალურ პოზიციაზე გადასაყვანად. ზოგიერთ შემთხვევაში, როგორც წესი, თანამგზავრის სიცოცხლის ბოლოს, საწვავის მოხმარების შესამცირებლად, ჩრდილოეთ-სამხრეთის ორბიტის კორექტირება ჩერდება და დარჩენილი საწვავი გამოიყენება მხოლოდ დასავლეთ-აღმოსავლეთის კორექტირებისთვის. საწვავის რეზერვი არის გეოსტაციონარული ორბიტაზე თანამგზავრის მომსახურების ვადის მთავარი შემზღუდველი ფაქტორი.

დედამიწის ბრუნვის კუთხური სიჩქარის ტოლი კუთხური სიჩქარით. ჰორიზონტალურ კოორდინატულ სისტემაში თანამგზავრის მიმართულება არ იცვლება არც აზიმუთში და არც ჰორიზონტზე მაღლა, თანამგზავრი უმოძრაოდ „კიდია“ ცაში. მაშასადამე, სატელიტური თეფში, რომელიც ოდესღაც ასეთ თანამგზავრზეა მიმართული, ყოველთვის რჩება მასზე მიმართული. გეოსტაციონარული ორბიტა არის გეოსინქრონული ორბიტის სახეობა და გამოიყენება ხელოვნური თანამგზავრების (კომუნიკაციები, სატელევიზიო მაუწყებლობა და ა.შ.) განთავსებისთვის.

თანამგზავრი დედამიწის ბრუნვის მიმართულებით, ზღვის დონიდან 35786 კმ სიმაღლეზე უნდა ბრუნავდეს. სწორედ ეს სიმაღლე უზრუნველჰყოფს თანამგზავრს დედამიწის ფარდობითი ბრუნვის პერიოდის ტოლი ორბიტული პერიოდის (გვერდითი დღე: 23 საათი 56 წუთი 4,091 წამი).

გეოსტაციონარული თანამგზავრების საკომუნიკაციო მიზნებისთვის გამოყენების იდეა გამოთქვა სლოვენიელმა ასტრონავტიკის თეორეტიკოსმა ჰერმან პოტოჩნიკმა 1928 წელს.

გეოსტაციონარული ორბიტის უპირატესობები ფართოდ გახდა ცნობილი 1945 წელს ჟურნალ Wireless World-ში არტურ კლერკის პოპულარული სამეცნიერო სტატიის გამოქვეყნების შემდეგ, ამიტომ დასავლეთში გეოსტაციონალურ და გეოსინქრონულ ორბიტებს ზოგჯერ უწოდებენ ". კლარკი ორბიტაზე მოძრაობს", ა" კლარკის ქამარი"იგულისხმება გარე კოსმოსური რეგიონი ზღვის დონიდან 36000 კმ-ის მანძილზე დედამიწის ეკვატორის სიბრტყეში, სადაც ორბიტალური პარამეტრები გეოსტაციონალურთან ახლოსაა. პირველი თანამგზავრი, რომელიც წარმატებით იქნა გაშვებული GEO-ში იყო სინკომ-3 NASA-მ 1964 წლის აგვისტოში გაუშვა.

დგომის წერტილი

გეოსტაციონარული ორბიტაზე მდებარე თანამგზავრი სტაციონარულია დედამიწის ზედაპირთან მიმართებაში, ამიტომ მის მდებარეობას ორბიტაზე სტაციონარულ წერტილს უწოდებენ. შედეგად, თანამგზავრზე ორიენტირებულ და ფიქსირებულ მიმართულ ანტენას შეუძლია ამ თანამგზავრთან მუდმივი კომუნიკაციის შენარჩუნება დიდი ხნის განმავლობაში.

თანამგზავრების ორბიტაზე განთავსება

გეოსტაციონარული ორბიტის ზუსტად მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ ეკვატორის პირდაპირ მდებარე წრეზე, რომლის სიმაღლე ძალიან ახლოს არის 35786 კმ.

თუ გეოსტაციონარული თანამგზავრები ცაზე შეუიარაღებელი თვალით ჩანდნენ, მაშინ ხაზი, რომელზედაც ისინი ჩანდნენ, დაემთხვა "კლარკის სარტყელს" მოცემული ზონისთვის. გეოსტაციონარული თანამგზავრები, ხელმისაწვდომი დგომის წერტილების წყალობით, მოსახერხებელია გამოსაყენებლად სატელიტური კომუნიკაციები: ორიენტაციის შემდეგ, ანტენა ყოველთვის იქნება მიმართული არჩეულ თანამგზავრზე (თუ ის არ ცვლის პოზიციას).

თანამგზავრების დაბალი სიმაღლის ორბიტიდან გეოსტაციონალურ ორბიტაზე გადასატანად გამოიყენება გეოსტაციონარული გადაცემის ორბიტები (GTO) - ელიფსური ორბიტები პერიგეით დაბალ სიმაღლეზე და აპოგეა გეოსტაციონარული ორბიტასთან ახლოს სიმაღლეზე.

დასრულების შემდეგ აქტიური ექსპლუატაციადარჩენილი საწვავით, თანამგზავრი უნდა გადავიდეს GSO-დან 200-300 კმ-ზე მაღლა.

გეოსტაციონარული ორბიტის პარამეტრების გაანგარიშება

ორბიტის რადიუსი და ორბიტის სიმაღლე

გეოსტაციონალურ ორბიტაზე თანამგზავრი არ უახლოვდება და არ შორდება დედამიწას და გარდა ამისა, დედამიწასთან ერთად ბრუნავს, ის მუდმივად მდებარეობს ეკვატორის ნებისმიერ წერტილზე ზემოთ. შესაბამისად, თანამგზავრზე მოქმედი ძალები და ცენტრიდანული ძალა უნდა დააბალანსონ ერთმანეთს. გეოსტაციონარული ორბიტის სიმაღლის გამოსათვლელად, შეგიძლიათ გამოიყენოთ კლასიკური მექანიკის მეთოდები და, თანამგზავრის საცნობარო ჩარჩოზე გადასვლისას, განაგრძოთ შემდეგი განტოლება:

სად არის ინერციის ძალა და ამ შემთხვევაში ცენტრიდანული ძალა; - გრავიტაციული ძალა. თანამგზავრზე მოქმედი გრავიტაციული ძალის სიდიდე შეიძლება განისაზღვროს უნივერსალური მიზიდულობის ნიუტონის კანონით:

სად არის თანამგზავრის მასა, არის დედამიწის მასა კილოგრამებში, არის გრავიტაციული მუდმივი და არის მანძილი მეტრებში თანამგზავრიდან დედამიწის ცენტრამდე ან, ამ შემთხვევაში, ორბიტის რადიუსი.

ცენტრიდანული ძალის სიდიდე უდრის:

როგორც ხედავთ, თანამგზავრის მასა არის ცენტრიდანული ძალისა და გრავიტაციული ძალის გამონათქვამების ფაქტორი, ანუ ორბიტის სიმაღლე არ არის დამოკიდებული თანამგზავრის მასაზე, რაც მართალია ნებისმიერი ორბიტა და არის გრავიტაციული და ინერციული მასის თანასწორობის შედეგი. შესაბამისად, გეოსტაციონარული ორბიტა განისაზღვრება მხოლოდ იმ სიმაღლით, რომელზედაც ცენტრიდანული ძალა იქნება ტოლი სიდიდით და საპირისპირო მიმართულებით დედამიწის მიზიდულობის მიერ მოცემულ სიმაღლეზე შექმნილი გრავიტაციული ძალის მიმართ.

ცენტრიდანული აჩქარება უდრის:

სად არის თანამგზავრის ბრუნვის კუთხური სიჩქარე, რადიანებში წამში.

მოდით გავაკეთოთ ერთი მნიშვნელოვანი განმარტება. სინამდვილეში, ცენტრიდანული აჩქარება აქვს ფიზიკური მნიშვნელობამხოლოდ ინერციულ საცნობარო ჩარჩოში, ხოლო ცენტრიდანული ძალა არის ეგრეთ წოდებული წარმოსახვითი ძალა და ხდება ექსკლუზიურად საცნობარო სისტემებში (კოორდინატებში), რომლებიც დაკავშირებულია მბრუნავ სხეულებთან. ცენტრიდანული ძალა (ამ შემთხვევაში, მიზიდულობის ძალა) იწვევს ცენტრიდანულ აჩქარებას. აბსოლუტური მნიშვნელობით, ცენტრიდანული აჩქარება ინერციულ საცნობარო ჩარჩოში უდრის ცენტრიდანული აჩქარებას საცნობარო ჩარჩოში, რომელიც დაკავშირებულია ჩვენს შემთხვევაში თანამგზავრთან. ამიტომ, შემდგომში გაკეთებული შენიშვნის გათვალისწინებით, შეგვიძლია გამოვიყენოთ ტერმინი „ცენტრიპეტული აჩქარება“ ტერმინ „ცენტრიფუგა ძალასთან“ ერთად.

გრავიტაციული და ცენტრიდანული ძალების გამონათქვამების გათანაბრება ცენტრიდანული აჩქარების ჩანაცვლებასთან, მივიღებთ:

შემცირება, თარგმნა მარცხნივ და მარჯვნივ, მივიღებთ:

ან

ეს გამოთქმა შეიძლება სხვაგვარად დაიწეროს, ჩაანაცვლოს იგი გეოცენტრული გრავიტაციული მუდმივით:

კუთხური სიჩქარე გამოითვლება თითო ბრუნზე გავლილი კუთხის (რადიანი) გაყოფით ორბიტალურ პერიოდზე (დრო, რომელიც საჭიროა ორბიტაზე ერთი შემობრუნებისთვის: ერთი გვერდითი დღე, ან 86,164 წამი). ჩვენ ვიღებთ:

რად/წმშედეგად მიღებული ორბიტალური რადიუსია 42164 კმ. დედამიწის ეკვატორული რადიუსის გამოკლებით, 6378 კმ, მივიღებთ 35786 კმ სიმაღლეს.

თქვენ შეგიძლიათ გააკეთოთ გამოთვლები სხვა გზით. გეოსტაციონარული ორბიტის სიმაღლე არის მანძილი დედამიწის ცენტრიდან, სადაც თანამგზავრის კუთხური სიჩქარე, რომელიც ემთხვევა დედამიწის ბრუნვის კუთხურ სიჩქარეს, წარმოქმნის ორბიტალურ (წრფივ) სიჩქარეს, რომელიც ტოლია პირველი გაქცევის სიჩქარეს. წრიული ორბიტა) მოცემულ სიმაღლეზე.

ბრუნვის ცენტრიდან დაშორებით კუთხური სიჩქარით მოძრავი თანამგზავრის წრფივი სიჩქარე უდრის

პირველი გაქცევის სიჩქარე მასის ობიექტიდან დაშორებით უდრის

განტოლებების მარჯვენა მხარეების ერთმანეთთან გავატოლებით, მივდივართ ადრე მიღებულ გამოსახულებამდე. რადიუსი GSO:

ორბიტალური სიჩქარე

გეოსტაციონარული ორბიტაზე მოძრაობის სიჩქარე გამოითვლება კუთხის სიჩქარის ორბიტის რადიუსზე გამრავლებით:

კმ/წმეს დაახლოებით 2,5-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე პირველი გაქცევის სიჩქარე 8 კმ/წმ დედამიწის დაბალ ორბიტაზე (6400 კმ რადიუსით). ვინაიდან წრიული ორბიტის სიჩქარის კვადრატი უკუპროპორციულია მის რადიუსზე,

სიჩქარის ეს კლება პირველ კოსმოსურ სიჩქარესთან შედარებით მიიღწევა ორბიტალური რადიუსის 6-ჯერ გაზრდით.

ორბიტის სიგრძე

გეოსტაციონარული ორბიტის სიგრძე: . ორბიტალური რადიუსით 42164 კმ ვიღებთ ორბიტის სიგრძეს 264924 კმ.

ორბიტის სიგრძე ძალზე მნიშვნელოვანია თანამგზავრების „დგომის წერტილების“ გამოსათვლელად.

სატელიტის ორბიტალურ მდგომარეობაში შენახვა გეოსტაციონარული ორბიტაზე

გეოსტაციონარული ორბიტაზე მოძრავი თანამგზავრი იმყოფება მთელი რიგი ძალების (დარღვევების) გავლენის ქვეშ, რომლებიც ცვლის ამ ორბიტის პარამეტრებს. კერძოდ, ასეთი დარღვევები მოიცავს გრავიტაციულ მთვარე-მზის დარღვევას, დედამიწის გრავიტაციული ველის არაჰომოგენურობის გავლენას, ეკვატორის ელიფტიურობას და ა.შ. ორბიტალური დეგრადაცია გამოიხატება ორ ძირითად ფენომენში:

1) თანამგზავრი ორბიტის გასწვრივ მოძრაობს თავდაპირველი ორბიტული პოზიციიდან სტაბილური წონასწორობის ოთხი წერტილიდან ერთ-ერთისკენ, ე.წ. „პოტენციური გეოსტაციონარული ორბიტის ხვრელები“ (მათი გრძედი არის 75,3°E, 104,7°W, 165,3°E და 14,7°W) დედამიწის ეკვატორის ზემოთ;

2) ორბიტის დახრილობა ეკვატორისკენ იზრდება (საწყისი 0-დან) წელიწადში დაახლოებით 0,85 გრადუსით, ხოლო მაქსიმალურ მნიშვნელობას აღწევს 15 გრადუსს 26,5 წელიწადში.

ამ დარღვევების კომპენსაციისთვის და თანამგზავრის დანიშნულ სტაციონარულ წერტილში შესანარჩუნებლად, სატელიტი აღჭურვილია მამოძრავებელი სისტემით (ქიმიური ან ელექტრო რაკეტა). დაბალი ბიძგის ძრავების პერიოდული ჩართვით (შესწორება „ჩრდილოეთ-სამხრეთის“ ორბიტის დახრილობის ზრდის კომპენსაციის მიზნით და „დასავლეთ-აღმოსავლეთი“ ორბიტის გასწვრივ დრიფტის კომპენსაციის მიზნით), სატელიტი ინახება დანიშნულ სტაციონარულ წერტილში. ასეთი ჩანართები კეთდება რამდენჯერმე ყოველ 10-15 დღეში. მნიშვნელოვანია, რომ ჩრდილოეთ-სამხრეთის კორექცია მოითხოვს დამახასიათებელი სიჩქარის მნიშვნელოვნად უფრო დიდ ზრდას (დაახლოებით 45-50 მ/წმ წელიწადში), ვიდრე გრძივი კორექტირებისთვის (დაახლოებით 2 მ/წმ წელიწადში). სატელიტის ორბიტის კორექტირების უზრუნველსაყოფად მთელი მისი მომსახურების ვადის განმავლობაში (12-15 წელი თანამედროვე სატელევიზიო თანამგზავრებისთვის), საჭიროა ბორტზე საწვავის მნიშვნელოვანი მარაგი (ასობით კილოგრამი ქიმიური ძრავის შემთხვევაში). სატელიტის ქიმიურ სარაკეტო ძრავას აქვს მოძრავი საწვავის მიწოდება (გამაძლიერებელი გაზი - ჰელიუმი) და მუშაობს გრძელვადიანი მაღალი დუღილის კომპონენტებზე (ჩვეულებრივ, არასიმეტრიული დიმეთილჰიდრაზინი და დინიტროგენის ტეტროქსიდი). რიგი თანამგზავრები აღჭურვილია პლაზმური ძრავებით. მათი ბიძგი მნიშვნელოვნად ნაკლებია ქიმიურზე, მაგრამ მათი უფრო დიდი ეფექტურობა საშუალებას იძლევა (გრძელვადიანი მუშაობის გამო, რომელიც იზომება ათეულ წუთში ერთი მანევრისთვის) რადიკალურად შეამციროს საწვავის საჭირო მასა ბორტზე. მამოძრავებელი სისტემის ტიპის არჩევანი განისაზღვრება მოწყობილობის სპეციფიკური ტექნიკური მახასიათებლებით.

საწვავის რეზერვი არის გეოსტაციონარული ორბიტაზე თანამგზავრის მომსახურების ვადის მთავარი შემზღუდველი ფაქტორი.

გეოსტაციონარული ორბიტის ნაკლოვანებები

სიგნალის შეფერხება

გეოსტაციონარული თანამგზავრების საშუალებით კომუნიკაციები ხასიათდება სიგნალის გავრცელების დიდი შეფერხებით. ორბიტალური სიმაღლით 35,786 კმ და სინათლის სიჩქარით დაახლოებით 300,000 კმ/წმ, დედამიწადან თანამგზავრის სხივის გადაადგილებას დაახლოებით 0,12 წმ სჭირდება. სხივის გზა "დედამიწა (გადამცემი) → თანამგზავრი → დედამიწა (მიმღები)" ≈0.24 წმ. მთლიანი შეყოვნება (გაზომილი პინგის პროგრამა) სატელიტური კომუნიკაციების გამოყენებისას მონაცემების მიღება და გადაცემა იქნება თითქმის ნახევარი წამი. სიგნალის შეფერხების გათვალისწინებით სატელიტურ აღჭურვილობაში, აღჭურვილობაში და ში საკაბელო სისტემებიხმელეთის სერვისების გადაცემები, სიგნალის მთლიანი შეფერხება მარშრუტზე "სიგნალის წყარო → სატელიტი → მიმღები" შეიძლება მიაღწიოს 2-4 წამს. ეს შეფერხება ართულებს GSO თანამგზავრების გამოყენებას ტელეფონში და შეუძლებელს ხდის სატელიტური კომუნიკაციების გამოყენებას GSO-ში. სხვადასხვა სერვისებირეალურ დროში (მაგალითად, ონლაინ თამაშებში).

GSO-ს უხილავობა მაღალი განედებიდან

ვინაიდან გეოსტაციონარული ორბიტა არ ჩანს მაღალი განედებიდან (დაახლოებით 81°-დან პოლუსებამდე), ხოლო 75°-ზე ზემოთ განედებზე იგი შეინიშნება ჰორიზონტზე ძალიან დაბლა ( რეალური პირობებითანამგზავრები უბრალოდ იმალება ამობურცული ობიექტებითა და რელიეფით) და ორბიტის მხოლოდ მცირე ნაწილი ჩანს ( იხილეთ ცხრილი), მაშინ კომუნიკაცია და სატელევიზიო მაუწყებლობა GSO-ს გამოყენებით შეუძლებელია შორეული ჩრდილოეთის (არქტიკა) და ანტარქტიდის მაღალ განედებში. მაგალითად, ამერიკელი პოლარული მკვლევარები ამუნდსენ-სკოტის სადგურზე კომუნიკაციისთვის გარე სამყარო(ტელეფონი, ინტერნეტი) სარგებლობა ოპტიკურ ბოჭკოვანი კაბელი 1670 კილომეტრის სიგრძით მდებარე 75° სამხრეთით. ფრანგული სადგური Concordia, საიდანაც უკვე ჩანს რამდენიმე ამერიკული გეოსტაციონარული თანამგზავრი.

გეოსტაციონარული ორბიტის დაკვირვებული სექტორის ცხრილი ადგილის გრძედიდან გამომდინარე
ყველა მონაცემი მოცემულია გრადუსებში და მათ წილადებში.

გრძედი რელიეფი	ხილული ორბიტალური სექტორი
გრძედი რელიეფი	თეორიული სექტორი	რეალური (მათ შორის რელიეფი) სექტორი
90	—	—
82	—	—
81	29,7	—
80	58,9	—
79	75,2	—
78	86,7	26,2
75	108,5	77
60	144,8	132,2
50	152,8	143,3
40	157,2	149,3
20	161,5	155,1
0	162,6	156,6

ზემოთ მოყვანილი ცხრილიდან ჩანს, მაგალითად, რომ თუ პეტერბურგის განედზე (~60°) ორბიტის ხილული სექტორი (და შესაბამისად მიღებული თანამგზავრების რაოდენობა) უდრის მაქსიმუმის 84%-ს. (ეკვატორზე), შემდეგ ტაიმირის ნახევარკუნძულის განედზე (~ 75° ) ხილული სექტორი არის 49%, ხოლო შპიცბერგენისა და კონცხის ჩელიუსკინის განედზე (~ 78°) მხოლოდ 16% დაფიქსირდა. ეკვატორი. ორბიტის ეს სექტორი ციმბირის რეგიონში შეიცავს 1-2 თანამგზავრს (არა ყოველთვის საჭირო ქვეყნის).

მზის ჩარევა

გეოსტაციონარული ორბიტის ერთ-ერთი ყველაზე უსიამოვნო მინუსი არის შემცირება და სრული არარსებობასიგნალი იმ სიტუაციაში, როდესაც გადამცემის თანამგზავრი შეესაბამება მიმღებ ანტენას (პოზიცია "მზე სატელიტის უკან"). ეს ფენომენი ასევე თანდაყოლილია სხვა ორბიტებში, მაგრამ ის განსაკუთრებით მკაფიოდ ვლინდება გეოსტაციონალურ ორბიტებში, როდესაც თანამგზავრი ცაში „სტაციონარულია“. ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს შუა განედებში, მზის ჩარევა ხდება 22 თებერვლიდან 11 მარტამდე და 3 ოქტომბრიდან 21 ოქტომბრის ჩათვლით, მაქსიმალური ხანგრძლივობით ათ წუთამდე. ასეთ მომენტებში ნათელ ამინდში, მზის სხივებმა, რომლებიც ფოკუსირებულია ანტენის მსუბუქი საფარით, შეიძლება დააზიანოს (დნება ან გადახურდეს) მიმღები და გადამცემი აღჭურვილობა. სატელიტური თეფში.

GSO-ს საერთაშორისო სამართლებრივი სტატუსი

გეოსტაციონარული ორბიტის გამოყენება არა მარტო ტექნიკურ, არამედ საერთაშორისო სამართლებრივ პრობლემებსაც უქმნის. გაერო, ისევე როგორც მისი კომიტეტები და სხვა სპეციალიზებული სააგენტოები, მნიშვნელოვან წვლილს შეიტანენ მათ გადაწყვეტაში.

ზოგიერთი ეკვატორული ქვეყანა სხვადასხვა დროსწარმოადგინეს პრეტენზია (მაგალითად, დეკლარაცია გეოსტაციონარული განკარგულების ადგილზე სუვერენიტეტის დამყარების შესახებ, რომელსაც ხელი მოაწერეს ბოგოტაში ბრაზილიამ, კოლუმბიამ, კონგომ, ეკვადორმა, ინდონეზიამ, კენიამ, უგანდამ და ზაირმა 1976 წლის 3 დეკემბერს) მათი სუვერენიტეტის გაფართოებაზე. გარე სივრცის იმ ნაწილს, რომელიც მდებარეობს მათი ტერიტორიების ზემოთ, რომელშიც გეოსტაციონარული თანამგზავრები ბრუნავენ. კერძოდ, ნათქვამია, რომ გეოსტაციონარული ორბიტა არის ფიზიკური ფაქტორი, რომელიც დაკავშირებულია ჩვენი პლანეტის არსებობასთან და მთლიანად არის დამოკიდებული დედამიწის გრავიტაციულ ველზე და, შესაბამისად, სივრცის შესაბამისი ნაწილები (გეოსტაციონარული ორბიტის სეგმენტები) არის, როგორც ეს. იყო იმ ტერიტორიების გაგრძელება, რომლებზეც ისინი მდებარეობს. შესაბამისი დებულება დაფიქსირებულია კოლუმბიის კონსტიტუციაში.

ეკვატორული ქვეყნების ეს პრეტენზიები უარყო, რადგან ეწინააღმდეგებოდა გარე სივრცის მითვისების პრინციპს. ასეთი განცხადებები გამართლებულად გააკრიტიკა გაეროს კოსმოსის კომიტეტმა. ჯერ ერთი, არ შეიძლება პრეტენზია შესაბამისი სახელმწიფოს ტერიტორიიდან ასეთ მნიშვნელოვან მანძილზე მდებარე რომელიმე ტერიტორიის ან სივრცის მითვისებაზე. მეორეც, გარე სივრცე არ ექვემდებარება ეროვნულ მითვისებას. მესამე, ტექნიკურად არაკომპეტენტურია საუბარი სახელმწიფო ტერიტორიასა და სივრცის ასეთ შორეულ რეგიონს შორის რაიმე ფიზიკურ ურთიერთობაზე. და ბოლოს, თითოეულ ცალკეულ შემთხვევაში გეოსტაციონარული სატელიტური ფენომენი დაკავშირებულია კონკრეტულთან კოსმოსური ობიექტი. თუ არ არის თანამგზავრი, მაშინ არ არსებობს გეოსტაციონარული ორბიტა.

დედამიწას, ისევე როგორც ნებისმიერ კოსმოსურ სხეულს, აქვს საკუთარი გრავიტაციული ველი და ახლომდებარე ორბიტები, რომლებშიც შეიძლება განთავსდეს სხვადასხვა ზომის სხეულები და ობიექტები. ყველაზე ხშირად ისინი მიმართავენ მთვარეს და საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურს. პირველი დადის საკუთარ ორბიტაზე, ხოლო ISS - დედამიწის მახლობლად დაბალ ორბიტაზე. არსებობს რამდენიმე ორბიტა, რომლებიც განსხვავდება დედამიწიდან დაშორებით, პლანეტასთან შედარებით მათი მდებარეობით და ბრუნვის მიმართულებით.

დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრების ორბიტები

დღეს დედამიწასთან უახლოეს სივრცეში არის მრავალი ობიექტი, რომლებიც ადამიანის საქმიანობის შედეგია. ძირითადად, ეს არის ხელოვნური თანამგზავრები, რომლებიც გამოიყენება კომუნიკაციების უზრუნველსაყოფად, მაგრამ ასევე არის ბევრი კოსმოსური ნამსხვრევები. დედამიწის ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი ხელოვნური თანამგზავრია საერთაშორისო კოსმოსური სადგური.

თანამგზავრები მოძრაობენ სამ ძირითად ორბიტაზე: ეკვატორული (გეოსტაციონარული), პოლარული და დახრილი. პირველი მთლიანად დევს ეკვატორული წრის სიბრტყეში, მეორე მკაცრად პერპენდიკულარულია მასზე, ხოლო მესამე მდებარეობს მათ შორის.

გეოსინქრონული ორბიტა

ამ ტრაექტორიის სახელწოდება განპირობებულია იმით, რომ მის გასწვრივ მოძრავ სხეულს აქვს დედამიწის ბრუნვის გვერდითი პერიოდის ტოლი სიჩქარე. გეოსტაციონარული ორბიტა არის განსაკუთრებული შემთხვევაგეოსინქრონული ორბიტა, რომელიც მდებარეობს დედამიწის ეკვატორის იმავე სიბრტყეში.

დახრისას ნუ გააკეთებთ ნულის ტოლიდა ნულოვანი ექსცენტრიულობა, თანამგზავრი, დედამიწიდან დაკვირვებისას, აღწერს ფიგურას რვა ცაში დღის განმავლობაში.

გეოსინქრონულ ორბიტაზე პირველი თანამგზავრი არის ამერიკული Syncom-2, რომელიც მასში 1963 წელს გაუშვა. დღეს, ზოგიერთ შემთხვევაში, თანამგზავრები მოთავსებულია გეოსინქრონულ ორბიტაზე, რადგან გამშვები მანქანა ვერ ათავსებს მათ გეოსინქრონულ ორბიტაზე.

გეოსტაციონარული ორბიტა

ამ ტრაექტორიას აქვს ეს სახელი იმ მიზეზით, რომ მუდმივი მოძრაობის მიუხედავად, მასზე განთავსებული ობიექტი დედამიწის ზედაპირთან შედარებით სტატიკური რჩება. ადგილს, სადაც ობიექტი მდებარეობს, დგომის წერტილი ეწოდება.

ასეთ ორბიტაზე გაშვებული თანამგზავრები ხშირად გამოიყენება სატელიტური ტელევიზიის გადასაცემად, რადგან სტატიკური ბუნება საშუალებას გაძლევთ ერთდროულად მიუთითოთ ანტენა და დიდი ხანის განმვლობაშირომ დარჩეს დაკავშირებული.

გეოსტაციონარული ორბიტაზე თანამგზავრების სიმაღლე 35786 კილომეტრია. ვინაიდან ისინი ყველა პირდაპირ ეკვატორზე მაღლა დგანან, მხოლოდ მერიდიანია დასახელებული პოზიციის აღსანიშნავად, მაგალითად, 180.0˚E Intelsat 18 ან 172.0˚E Eutelsat 172A.

ორბიტალური რადიუსი არის ~42164 კმ, სიგრძე დაახლოებით 265000 კმ, ორბიტალური სიჩქარე კი დაახლოებით 3.07 კმ/წმ.

მაღალი ელიფსური ორბიტა

მაღალი ელიფსური ორბიტა არის ტრაექტორია, რომლის სიმაღლე პერიგეაზე რამდენჯერმე ნაკლებია, ვიდრე აპოგეაზე. ასეთ ორბიტებზე თანამგზავრების გაშვებას რამდენიმე აქვს მნიშვნელოვანი უპირატესობები. მაგალითად, ერთი ასეთი სისტემა შეიძლება იყოს საკმარისი იმისათვის, რომ მოემსახუროს მთელ რუსეთს ან, შესაბამისად, სახელმწიფოთა ჯგუფს თანაბარი საერთო ფართობით. გარდა ამისა, VEO სისტემები მაღალ განედებზე უფრო ეფექტურია, ვიდრე გეოსტაციონარული თანამგზავრები. თანამგზავრის მაღალ ელიფსურ ორბიტაზე მოთავსება დაახლოებით 1,8-ჯერ ნაკლები ღირს.

VEO-ზე გაშვებული სისტემების დიდი მაგალითები:

NASA-ს და ESA-ს მიერ გაშვებული კოსმოსური ობსერვატორიები.
Sirius XM რადიო სატელიტური რადიო.
სატელიტური კომუნიკაციები Meridian, -Z და -ZK, Molniya-1T.
GPS სატელიტური კორექტირების სისტემა.

დედამიწის დაბალი ორბიტა

ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე დაბალი ორბიტა, რომელიც, დამოკიდებულია სხვადასხვა გარემოებებიშეიძლება ჰქონდეს სიმაღლე 160-2000 კმ და ორბიტალური პერიოდი, შესაბამისად, 88-127 წუთი. ერთადერთი შემთხვევა, როდესაც LEO დაიძლია პილოტირებული კოსმოსური ხომალდით, იყო აპოლონის პროგრამა ამერიკელი ასტრონავტების მთვარეზე დაშვებით.

დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრების უმეტესობა, რომლებიც ამჟამად გამოიყენება ან ოდესმე გამოიყენება, მოქმედებენ დედამიწის დაბალ ორბიტაზე. ამავე მიზეზით, კოსმოსური ნარჩენების დიდი ნაწილი ახლა ამ ზონაშია განთავსებული. LEO-ში მდებარე თანამგზავრების ორბიტალური სიჩქარე საშუალოდ არის 7,8 კმ/წმ.

ხელოვნური თანამგზავრების მაგალითები LEO-ში:

საერთაშორისო კოსმოსური სადგური (400 კმ).
სატელეკომუნიკაციო თანამგზავრები ყველაზე სხვადასხვა სისტემებიდა ქსელები.
სადაზვერვო მანქანები და ზონდი თანამგზავრები.

ორბიტაზე კოსმოსური ნამსხვრევების სიმრავლე - მთავარი თანამედროვე პრობლემამთელი კოსმოსური ინდუსტრია. დღეს ისეთი ვითარებაა, რომ შეჯახების ალბათობაა სხვადასხვა ობიექტები LEO-ში იზრდება. და ეს, თავის მხრივ, იწვევს განადგურებას და უფრო მეტის ჩამოყალიბებას მეტიფრაგმენტები და დეტალები. პესიმისტური პროგნოზები ვარაუდობენ, რომ გაშვებულმა დომინოს პრინციპმა შეიძლება მთლიანად ჩამოართვას კაცობრიობას კოსმოსის შესწავლის შესაძლებლობა.

დაბალი საცნობარო ორბიტა

დაბალ მინიშნებას ჩვეულებრივ უწოდებენ მოწყობილობის ორბიტას, რომელიც ითვალისწინებს დახრილობის, სიმაღლის ან სხვა მნიშვნელოვან ცვლილებებს. თუ მოწყობილობას არ აქვს ძრავა და არ ასრულებს მანევრებს, მის ორბიტას დედამიწის დაბალი ორბიტა ეწოდება.

საინტერესოა, რომ რუსი და ამერიკელი ბალისტიკოსები მის სიმაღლეს განსხვავებულად ითვლიან, რადგან პირველი ეფუძნება დედამიწის ელიფსურ მოდელს, ხოლო მეორე - სფერულს. ამის გამო განსხვავებაა არა მარტო სიმაღლეში, არამედ პერიგეისა და აპოგეის პოზიციაშიც.

ჩვენ იშვიათად ვფიქრობთ იმაზე, თუ როგორ არის ორგანიზებული მოძრაობა დედამიწის მახლობლად სივრცეში. მაგალითად, რომ დედამიწიდან კოსმოსურ სადგურამდე სულ რაღაც ქვის სასროლია, ვიდრე მოსკოვიდან სანკტ-პეტერბურგამდე და თანამგზავრის თეფშის მიერ მიღებულმა სიგნალმა უფრო დიდი მანძილი გაიარა, ვიდრე საშუალო მანქანას გადის ხუთი წლის განმავლობაში. გარდა ამისა, ყოველ გაშვებას წინ უძღვის ორბიტის ფრთხილად დიზაინი, რომლის გასწვრივ მოწყობილობა გადაადგილდება გარე სივრცეში. ორბიტები, რომელსაც ჩვენ ვირჩევთ

როდესაც 1961 წელს კოროლევის OKB-1-ის სპეციალისტებმა დაიწყეს პირველი საბჭოთა საკომუნიკაციო თანამგზავრის, Molniya-1-ის შექმნა Orbita სატელევიზიო სისტემისთვის, მათ შეექმნათ პრობლემა, შეერჩიათ სამიზნე ორბიტა მათი გონებისთვის. ერთი შეხედვით, გეოსტაციონარული ორბიტა 36 ათასი კილომეტრის სიმაღლეზე ყველაზე ეფექტური ჩანდა. მასზე მდებარე თანამგზავრი დედამიწის ზედაპირის დაახლოებით 1/3-ზე ხილვადია მთელი საათის განმავლობაში. თუმცა, ასეთი ორბიტიდან შეუძლებელია კომუნიკაციების უზრუნველყოფა მაღალ განედებზე და სატელევიზიო მაუწყებლობა შორეულ ჩრდილოეთში. გარდა ამისა, საბჭოთა კავშირიმაშინ არ ჰყავდა მატარებლები მძიმე თანამგზავრების გეოსტაციონალურ ორბიტაზე გასაშვებად.

გამოსავალი იპოვეს ბალისტიკოსებმა, რომლებმაც გამოიგონეს ორბიტა, რომელშიც საკომუნიკაციო თანამგზავრის გაშვება შესაძლებელი იქნებოდა რაკეტით, რომელიც უკვე განვითარებაში იყო. ეს იყო უაღრესად წაგრძელებული ორბიტა, რომლის მინიმალური სიმაღლე (პერიგეა) იყო 500 კილომეტრი და მაქსიმალური სიმაღლე (აპოგეა) 40 000 კილომეტრი. ორბიტალური პერიოდი იყო 12 საათი და ციური მექანიკის კანონების შესაბამისად, თანამგზავრი დროის უმეტეს ნაწილს აპოგეის რეგიონში ატარებდა. ორბიტალური დახრილობა (63,4°) შეირჩა ისე, რომ ამ პერიოდში თანამგზავრი ხილული იყო სსრკ-ს ტერიტორიის უმეტესი ნაწილიდან. ხელსაყრელი პირობებიკომუნიკაცია რვა საათს გაგრძელდა, რის შემდეგაც თანამგზავრი დედამიწის მეორე მხარეს წავიდა, შემდეგ ორბიტაზე კი აპოგეი გადავიდა. ჩრდილოეთ ამერიკა. ისევ ხელმისაწვდომი გახდა სატელევიზიო გადაცემისთვის მხოლოდ 16 საათის შემდეგ.

საკომუნიკაციო თანამგზავრი Molniya-1 წარმატებით გაუშვა ამ ორბიტაზე მესამე მცდელობით 1965 წლის 23 აპრილს და მეორე დღესვე გაიმართა პირველი სესია საბჭოთა კავშირში. კოსმოსური კომუნიკაციებიმოსკოვსა და ვლადივოსტოკს შორის. სატელევიზიო სადღეღამისო მაუწყებლობისთვის საჭირო იყო სამი Molniya თანამგზავრის შენარჩუნება კოსმოსში ერთდროულად და მათი აშენება დედამიწაზე. რთული ანტენები. დიდი პარაბოლური "სარკეები" თვალყურს ადევნებდნენ სატელიტის რთულ ტრაექტორიას ცაში: ის სწრაფად ავიდა დასავლეთში, ავიდა ზენიტში, გადაკვეთა მას, შემდეგ დაიწყო მოძრაობა. საპირისპირო მხარეს, ისევ შემობრუნდა და აჩქარებით დაეშვა აღმოსავლეთის ჰორიზონტისკენ. კიდევ ერთი გართულებული ფაქტორი იყო სიჩქარის მნიშვნელოვანი ცვლილებები მოგრძო ორბიტაზე გადაადგილებისას, რის შედეგადაც, დოპლერის ეფექტის გამო, დედამიწაზე მიღებული სიგნალის სიხშირე მუდმივად იცვლებოდა.

პირველი საბჭოთა საკომუნიკაციო თანამგზავრისთვის არჩეულ ტრაექტორიას მოგვიანებით მოლნიას ორბიტა ეწოდა. მისი განვითარება უფრო მძლავრი რაკეტების მოსვლასთან ერთად გახდა უაღრესად ელიფსური ტუნდრას ორბიტა, რომლის პერიგეა 500 კილომეტრია, აპოგეა 71000 და ორბიტალური პერიოდი 24 საათი. ასეთი პერიოდის ორბიტებს უწოდებენ გეოსინქრონულს, რადგან მათ გასწვრივ მოძრაობს, ხომალდი ყოველთვის გადის თავის აპოგეას დედამიწის იმავე რეგიონზე. ტუნდრას ორბიტაზე თანამგზავრების გამოყენების ეფექტურობა მნიშვნელოვნად გაიზარდა, რადგან მათ შეუძლიათ ემსახურონ არჩეულ ტერიტორიას 12 საათზე მეტი ხნის განმავლობაში თითოეულ ორბიტაზე, ხოლო ორი მოწყობილობა საკმარისია სადღეღამისო კომუნიკაციის ორგანიზებისთვის. თუმცა, სახმელეთო აღჭურვილობა რჩება კომპლექსური, რადგან გეოსინქრონული თანამგზავრები მუდმივად იცვლებიან თავიანთ პოზიციას ცაში და უნდა მოხდეს მათი მონიტორინგი.

ცაში მიცურავს

მიმღები აღჭურვილობის მიღება რადიკალურად გამარტივებულია, თუ თანამგზავრი დედამიწასთან შედარებით სტაციონარული რჩება. გეოსინქრონული ორბიტების მთელი ნაკრებიდან ეს მიიღწევა მხოლოდ ერთ წრიულში, რომელიც მდებარეობს მკაცრად ეკვატორის ზემოთ (დახრილობა 0°). ამ ორბიტას გეოსტაციონარული ეწოდება, რადგან მასში თანამგზავრი, როგორც ჩანს, 35786 კილომეტრის სიმაღლეზე ეკვატორის არჩეულ წერტილზე მაღლა დგას.

ამერიკელებმა პირველებმა გამოუშვეს გეოსტაციონარული თანამგზავრი, მაგრამ მათ მაშინვე ვერ მიაღწიეს წარმატებას. 1963 წელს პირველი ორი მცდელობა წარუმატებლად დასრულდა და მხოლოდ 1964 წლის 10 სექტემბერს სატელიტი Sincom-3 გეოსტაციონარული ორბიტაზე შევიდა. საინტერესოა, რომ ის კოსმოსში 19 აგვისტოს გაფრინდა და თითქმის ერთი თვის განმავლობაში საკუთარი ძრავის დახმარებით ცოცავდა მისთვის შერჩეულ დგომამდე. პირველი შიდა გეოსტაციონარული თანამგზავრი Raduga-1 მხოლოდ 1975 წლის 22 დეკემბერს გაუშვა. მას შემდეგ GEO მუდმივად ივსება და დღეს მასზე განთავსებულია 400-ზე მეტი თანამგზავრი და მის მახლობლად მოძრაობს კიდევ 600 მანქანა.

მკაცრად რომ ვთქვათ, განლაგების სხვადასხვა დარღვევისა და შეცდომების გამო, გეოსტაციონარული თანამგზავრი არ "კიდია" სრულიად უმოძრაოდ ეკვატორის ზემოთ, არამედ აკეთებს რხევად მოძრაობას მის სტაციონარულ წერტილთან შედარებით. დედამიწის ზედაპირზე დაპროექტებისას მისი ტრაექტორია პატარა რვა ფიგურას წააგავს. გარდა ამისა, გრავიტაციული დარღვევების გამო, მოწყობილობას შეუძლია "დრიფტი" მის ორბიტაზე. იმისათვის, რომ დარჩეს არჩეულ სტაციონალურ წერტილში და არ დატოვოს მიწისზე დაფუძნებული ანტენების სამიზნე, მოწყობილობა რეგულარულად უნდა არეგულირებდეს ორბიტას. ამ მიზნით ბორტზე არის საწვავის რეზერვი. გეოსტაციონარული თანამგზავრის მომსახურების ვადა ზოგჯერ მასზეა დამოკიდებული.

არ არის რთული გეომეტრიული კონსტრუქციებიაჩვენეთ, რომ 81°-ზე ზემოთ განედებზე გეოსტაციონარული თანამგზავრები ჰორიზონტის ქვემოთ არიან, რაც ნიშნავს, რომ მათი დახმარებით პოლარულ რეგიონებში კომუნიკაცია შეუძლებელია. პრაქტიკაში, გეოსტაციონარული თანამგზავრის საშუალებით მობილური კომუნიკაციები შემოიფარგლება 65-70° განედებით, ხოლო ფიქსირებული კომუნიკაციები - 70-75°. GSO-ს მეშვეობით კომუნიკაციას კიდევ ერთი სერიოზული ნაკლი აქვს. სატელიტისკენ მიმავალ გზაზე და უკან, რადიოსიგნალი 70 ათას კილომეტრზე მეტს გადის, მასზე წამის მეოთხედს ხარჯავს. სიგნალის დამუშავებისა და სახმელეთო ხაზებით გადაცემის დროის გათვალისწინებით, შეფერხება შეიძლება მნიშვნელოვნად აღემატებოდეს ნახევარ წამს. შედეგად, სატელიტური ინტერნეტ სერვისები ნელა რეაგირებენ და სატელეფონო კომუნიკაციახდება არასასიამოვნო, რადგანაც კი თანამედროვე საშუალებები"ექოს გაუქმება" ყოველთვის არ უმკლავდება დიდ შეფერხებებს. ამ ხარვეზებისგან თავის დასაღწევად აუცილებელია თანამგზავრების სიმაღლის შემცირება.

ორბიტალური ელემენტები

სიტყვა "ორბიტა" ლათინურად ნიშნავს "ბილიკს" ან "ბილიკს". დედამიწის მახლობლად ორბიტას ახასიათებს მრავალი პარამეტრი: ყველაზე დაბალი და უმაღლესი სიმაღლე (პერიგეი და აპოგეა, რომლებიც ასევე განსაზღვრავს ორბიტალურ პერიოდს), დახრილობა (კუთხე ორბიტალურ სიბრტყესა და დედამიწის ეკვატორის სიბრტყეს შორის), გრძედი. აღმავალი კვანძის, რომელიც განსაზღვრავს „რომელი მიმართულებით“ (ეკვატორის რომელი ხაზის გარშემო) ორბიტა არის დახრილი და პერიგეის არგუმენტი, რომელიც მიუთითებს, თუ როგორ ბრუნავს ელიფსური ორბიტა საკუთარ სიბრტყეში. სხვა პლანეტების გრავიტაციული დარღვევები, მზის გამოსხივების წნევა, დედამიწის არასფერული ფორმა, მისი მაგნიტური ველი და ატმოსფერო იწვევს იმ ფაქტს, რომ თანამგზავრების ორბიტები შეიძლება შესამჩნევად შეიცვალოს დროთა განმავლობაში. ამიტომ, თანამგზავრის მუშაობის დროს რეგულარულად ტარდება ტრაექტორიის გაზომვები და, საჭიროების შემთხვევაში, მისი ორბიტა რეგულირდება.

თანავარსკვლავედი ირიდიუმი

შედარებით დაბალ ორბიტებზე ყალიბდება კომერციული და სამთავრობო საკომუნიკაციო თანამგზავრული სისტემები. ტექნიკურად, ამ ტრაექტორიებს არ შეიძლება ეწოდოს მოსახერხებელი კომუნიკაციისთვის, რადგან მათზე თანამგზავრები უმეტესად ჩანს ჰორიზონტზე დაბლა, რაც უარყოფითად აისახება მიღების ხარისხზე, ხოლო მთიან რელიეფში შეიძლება შეუძლებელი გახდეს. ამიტომ, რაც უფრო დაბალია ორბიტა, მით მეტი თანამგზავრი უნდა იყოს სისტემაში. თუ სამი თანამგზავრი საკმარისია GSO-ში გლობალური საკომუნიკაციო სისტემისთვის, მაშინ საშუალო სიმაღლის ორბიტებზე (5000-15000 კილომეტრი) საჭიროა 8-დან 12-მდე კოსმოსური ხომალდი. ხოლო 500-2000 კილომეტრის სიმაღლეზე ორმოცდაათზე მეტი თანამგზავრია საჭირო.

და მაინც, 1980-იანი წლების ბოლოსთვის შეიქმნა წინაპირობები დაბალი ორბიტის საკომუნიკაციო სისტემების დანერგვისთვის. პირველ რიგში, ის სულ უფრო და უფრო ხალხმრავალი ხდებოდა GEO-ში თანამგზავრებისთვის. ამ ორბიტაზე „პარკინგი“ ექვემდებარება საერთაშორისო რეგისტრაციას და მეზობელი თანამგზავრები არ უნდა მუშაობდნენ იმავე რადიოსიხშირეებზე, რათა ხელი არ შეუშალონ ერთმანეთს. მეორეც, რადიო ელექტრონიკის სფეროში პროგრესმა შესაძლებელი გახადა იაფი (და რაც მთავარია, მსუბუქი) თანამგზავრების შექმნა საკმარისი რაოდენობით. ფართო შესაძლებლობები. რაკეტა, რომელსაც მხოლოდ ერთის გაშვება შეუძლია დიდი თანამგზავრიკომუნიკაციებმა შეიძლება დაბალ ორბიტაზე გადააგდონ ასეთი მოწყობილობების მთელი „პაკეტი“. მესამე, ცივი ომის დასრულებამ და განიარაღების პროცესმა გაათავისუფლა ასობით კონტინენტთაშორისი ბალისტიკური რაკეტა, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მცირე თანამგზავრების გასაშვებად გარიგების ფასად. და ბოლოს, სწორედ ამ წლებში იყო მოთხოვნა მობილური კომუნიკაციები, რომელიც ხასიათდება დაბალი სიმძლავრის ყოვლისმომცველი ანტენების გამოყენებით, რომლებიც „არ აღწევს“ GSO-ს. ყველა ამ ფაქტორმა გაშვება ძალიან გამოიწვია დიდი რიცხვიდაბალი ორბიტის იაფი თანამგზავრები უფრო მომგებიანია, ვიდრე რამდენიმე მძიმე გეოსტაციონარული თანამგზავრის თანავარსკვლავედის შექმნა.

პირველ დაბალ ორბიტაზე საკომუნიკაციო სისტემებს შორის იყო Orbcomm (აშშ) და Gonets (რუსეთი). ისინი არ უზრუნველყოფდნენ ხმის გადაცემას, მაგრამ განკუთვნილი იყო ტექსტური შეტყობინებების გაგზავნისთვის და ინფორმაციის შეგროვებისთვის სხვადასხვა სენსორებიმაგალითად, მეტეოროლოგიური. დღეს Orbcomm მოიცავს 29 თანამგზავრს, რომელთა წონაა 42 კილოგრამი ორბიტაზე 775 კილომეტრის სიმაღლეზე. მესენჯერის სისტემა თავდაპირველად მხოლოდ 6 თანამგზავრს შეიცავდა, რის გამოც შეტყობინების მიწოდების დრო შეიძლება რამდენიმე საათს დასჭირდეს. ახლა ის გადის მესამე თაობის თანამგზავრებს, მოქმედი მოწყობილობების რაოდენობამ მიაღწია ცხრას, მაგრამ მომავალში ის უნდა გაიზარდოს 45-9-მდე ხუთ თითქმის პოლარულ ორბიტაზე (დახრილობა 82,5 °) 1500 კილომეტრის სიმაღლეზე.

პოლარული ორბიტები არის ის, ვინც გადის დედამიწის ჩრდილოეთ და სამხრეთ პოლუსებზე, ანუ ისინი განლაგებულია ეკვატორის პერპენდიკულარულად. დედამიწის ზედაპირის ნებისმიერი ნაწილი პერიოდულად ხვდება პოლარულ ორბიტაზე მყოფი თანამგზავრის ხედვის ველში. თუ თქვენ იყენებთ რამდენიმე ასეთ ორბიტას, ერთმანეთზე კუთხით მიბრუნებულს და თითოეულში თანაბარი ინტერვალებით რამდენიმე თანამგზავრს გაუშვით, შეგიძლიათ მუდმივად დაათვალიეროთ დედამიწის მთელი ზედაპირი. ზუსტად ასე მუშაობს ირიდიუმის სატელიტური სატელეფონო ქსელი. ის იყენებს პოლარულ ორბიტებს 86,4° დახრილობით და 780 კილომეტრის სიმაღლეზე. თავდაპირველად მათში განთავსებული იყო 77 თანამგზავრი, საიდანაც წარმოიშვა სისტემის სახელი: ირიდიუმი - მენდელეევის პერიოდული ცხრილის 77-ე ელემენტი. თუმცა, გაშვებიდან ცხრა თვის შემდეგ, 1998 წლის ნოემბერში, ირიდიუმი გაკოტრდა. ზარის ფასი, რომელიც წუთში შვიდ დოლარს აღწევდა, ძალიან მაღალი აღმოჩნდა მომხმარებლებისთვის, ნაწილობრივ იმიტომ, რომ ირიდიუმის სისტემა უზრუნველყოფდა ჭეშმარიტად გლობალურ კომუნიკაციებს - პოლუსიდან პოლუსამდე. ცოტა მოგვიანებით გაშვებული GlobalStar სისტემა, ეკონომიკისთვის, იყენებს პოლარული ორბიტების ნაცვლად 52° დახრილობით, რაც ზღუდავს კომუნიკაციებს 70-ე პარალელამდე (დაახლოებით იამალის განედზე). მაგრამ 48 თანამგზავრი საკმარისია ფუნქციონირებისთვის (პლუს ოთხი სათადარიგო), ხოლო კომუნიკაციის ღირებულება იმავე 1999 წელს იყო არაუმეტეს ორი დოლარი წუთში.

ირიდიუმის თანამგზავრები უკვე ემზადებოდნენ დეორბიტაციისთვის და ატმოსფეროს მკვრივ ფენებში დასაწვავად, როდესაც მთელი სისტემა შეიძინა ამერიკის თავდაცვის დეპარტამენტმა. დღემდე, ირიდიუმი რჩება ერთადერთ სატელიტური საკომუნიკაციო სისტემა, რომელიც უზრუნველყოფს უწყვეტ სატელეფონო მომსახურებას მთელ მსოფლიოში. მსოფლიოსკენ. მაგალითად, 2006 წლიდან მან უზრუნველყო მუდმივი ინტერნეტი სამხრეთ პოლუსზე მდებარე ამუნდსენ-სკოტის პოლარულ სადგურთან. კავშირის სიჩქარე არის 28,8 კილობიტი წამში, ძველი ტელეფონის მოდემის მსგავსი.

დედამიწასთან ახლოს სივრცის გამოყენება

პირველი მიახლოებით, სატელიტური ორბიტები იყოფა დაბალ (დედამიწიდან 2000 კილომეტრამდე), საშუალო (გეოსტაციონარული ორბიტის ქვემოთ) და მაღალი. პილოტირებული ფრენები ხორციელდება არაუმეტეს 600 კილომეტრზე, რადგან კოსმოსური ხომალდი არ უნდა შევიდეს ჩვენი პლანეტის მიმდებარე რადიაციულ სარტყლებში. შიდა რადიაციული სარტყლის ენერგიული პროტონები საფრთხეს უქმნის ასტრონავტების სიცოცხლეს. რადიაციის მაქსიმალური ინტენსივობა მიიღწევა დაახლოებით 3000 კილომეტრის სიმაღლეზე, რასაც ყველა კოსმოსური ხომალდი ერიდება. გარე ელექტრონული ქამარი არ არის ისეთი საშიში. მისი მაქსიმუმი დევს სადღაც ნავიგაციის ზონებსა და გეოსტაციონალურ თანამგზავრებს შორის. თანამგზავრები, რომლებიც მოქმედებენ უაღრესად წაგრძელებულ ელიფსურ ორბიტებზე, ჩვეულებრივ, კიდევ უფრო მაღლა იწევენ. ასეთია, მაგალითად, ჩანდრას რენტგენის ობსერვატორია (აშშ), რომელიც აკვირდება რადიაციული სარტყლებიდან შორს, რათა თავიდან აიცილოს ჩარევა, და მომავალი რუსული რადიოასტრონის ობსერვატორია, რომლის მონაცემები უფრო ზუსტია. უფრო დიდი მანძილიმასთან მუშაობისგან წყვილი ხმელეთის რადიოტელესკოპით. დედამიწის უმაღლესი ორბიტები, რომლებიც ერთნაირად შეიძლება ჩაითვალოს მზის მახლობლად, მდებარეობს 1,5 მილიონი კილომეტრის სიმაღლეზე ეგრეთ წოდებულ ლაგრანგის წერტილებთან.

მზესთან ერთად

პოლართან ახლოს არის ორბიტების კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი კლასი, რომელსაც ეწოდება მზის სინქრონული (SSO), რომელსაც ყოველთვის აქვს მუდმივი ორიენტაცია მზესთან მიმართებაში. ერთი შეხედვით ჩანს, რომ ეს ეწინააღმდეგება ციური მექანიკის კანონებს, რომლის მიხედვითაც ორბიტის სიბრტყე მუდმივი რჩება, რაც იმას ნიშნავს, რომ დედამიწა მზის გარშემო მოძრაობს, ჯერ ერთი ან მეორე მხარეს უნდა მიუბრუნდეს მას. მაგრამ თუ გავითვალისწინებთ, რომ დედამიწას აქვს გაბრტყელებული ფორმა, გამოდის, რომ ორბიტალური სიბრტყე განიცდის პრეცესიას, ანუ ის ოდნავ ბრუნავს ბრუნვისკენ. სწორი სიმაღლისა და დახრილობის არჩევით, შეგიძლიათ უზრუნველყოთ, რომ ორბიტალური სიბრტყის ბრუნვა ზუსტად შეესაბამება დედამიწის მიერ მზის გარშემო გავლილ რკალს. მაგალითად, 200 კილომეტრის ორბიტის სიმაღლეზე დახრილობა უნდა იყოს ოდნავ მეტი 96° გრადუსზე, ხოლო 1000 კილომეტრზე 99°-ზე მეტი (90°-ზე მეტი ფიგურები შეესაბამება ორბიტის მოძრაობას დედამიწის ყოველდღიური ბრუნვის საწინააღმდეგოდ). .

SSO-ს ღირებულება მდგომარეობს იმაში, რომ მის გასწვრივ მოძრაობით, სატელიტი დაფრინავს ხმელეთის ობიექტებზე ყოველთვის დღის ერთსა და იმავე დროს, რაც მნიშვნელოვანია კოსმოსური ფოტოგრაფიისთვის. გარდა ამისა, SOF-ის პოლარულ ორბიტებთან სიახლოვის გამო, მათ შეუძლიათ მთელი დედამიწის ზედაპირის მონიტორინგი, რაც მნიშვნელოვანია მეტეოროლოგიური, რუკების და სადაზვერვო თანამგზავრებისთვის, რომლებსაც ერთობლივად უწოდებენ დედამიწის დისტანციური ზონდირების (ERS) თანამგზავრებს. გარკვეული არჩევანი MTR პარამეტრები საშუალებას აძლევს თანამგზავრს არასოდეს შევიდეს დედამიწის ჩრდილში, ყოველთვის დარჩეს მზეზე დღისა და ღამის საზღვრებთან ახლოს. სატელიტი არ განიცდის ტემპერატურის ცვლილებებს და მზის პანელებიგანუწყვეტლივ აწვდის მას ენერგიით. ასეთი ორბიტები მოსახერხებელია დედამიწის ზედაპირის სარადარო რუქებისთვის.

სამოქალაქო დისტანციური ზონდირების თანამგზავრები, რომლებიც საჭიროა დაახლოებით მეტრის ზომის ობიექტების გასარჩევად, ჩვეულებრივ მოქმედებენ 500-600 კილომეტრის სიმაღლეზე. სამხედრო სადაზვერვო თანამგზავრებისთვის, რომელთა სროლის გარჩევადობაა 10-30 სანტიმეტრი, ასეთი სიმაღლეები ძალიან მაღალია. ამიტომ, მათი ორბიტები ხშირად ისე ირჩევენ, რომ პერიგეე მდებარეობდეს საკვლევი წერტილის ზემოთ. თუ არსებობს ერთზე მეტი "ყურადღების ობიექტი", მზვერავმა უნდა შეცვალოს ორბიტის ფორმა ძრავის გამოყენებით, ზოგჯერ "ჩაყვინთვას" ატმოსფეროს ზედა ფენებში, დაახლოებით 150 კილომეტრის სიმაღლეზე. დედამიწასთან რაც შეიძლება ახლოს „მოახლოების“ აუცილებლობაა მნიშვნელოვანი ნაკლი- ატმოსფერული წინააღმდეგობა მკვეთრად ამცირებს თანამგზავრის სივრცეში ყოფნის ხანგრძლივობას. თუ ოდნავ შეხვალთ, ატმოსფერო სატელიტს თავის უფსკრულში ჩაათრევს, სადაც ის აუცილებლად დაიწვება. ამის გამო, დაბალ ორბიტაზე "ჯაშუშები" უნდა იყოს ბორტზე დიდი რეზერვებისაწვავი ორბიტის კორექციისთვის და სიმაღლის პერიოდული აწევისთვის. მაგალითად, ამერიკული KH-11 ფოტოდაზვერვის თვითმფრინავის 18 ტონა გაშვების წონადან, საწვავი შეადგენს დაახლოებით 40%. ამრიგად, არჩეულ ორბიტას შეუძლია პირდაპირ გავლენა მოახდინოს დიზაინზე და ზოგჯერ კი გარეგნობააპარატი.

ეს დამოკიდებულება განსაკუთრებით მკაფიოდ გამოიხატა ევროპული სამეცნიერო აპარატის GOCE-ს დიზაინში, რომელიც ახლახან ამოქმედდა რუსული პლესეცკის კოსმოდრომიდან. მას აქვს არაჩვეულებრივი ისრის ფორმის ფორმა, განსხვავებით უმრავლესობის თანამედროვე თანამგზავრების კუთხოვანი კონტურებისგან და ასოციაციასაც კი იწვევს მაღალსიჩქარიან თვითმფრინავთან. ფაქტია, რომ დედამიწის გრავიტაციული ველის შემსწავლელი თანამგზავრისთვის შეირჩა დაბალი SSO, რომლის სიმაღლეა 240-250 კილომეტრი. ის ოპტიმალურია გაზომვის სიზუსტის თვალსაზრისით, მაგრამ იმისათვის, რომ გაუძლოს ატმოსფეროს დამუხრუჭების ეფექტს, სატელიტი ჩამოყალიბდა მინიმალური განივი კვეთით. გარდა ამისა, იონური ელექტრო სარაკეტო ძრავები დამონტაჟებულია მოწყობილობის უკანა ნაწილში ტრაექტორიის გამოსასწორებლად.

"კლარკის ორბიტა"

ალბათ, პირველებმა, ვინც გეოსტაციონარული თანამგზავრების შესაძლებლობაზე ისაუბრეს, იყვნენ კონსტანტინე ედუარდოვიჩ ციოლკოვსკი და ჰერმან პოტოჩნიკი, ასტრონავტიკის თეორეტიკოსი სლოვენიიდან, უფრო ცნობილი როგორც ჰერმან ნოორდუნგი. თუმცა, მათი კომუნიკაციისთვის გამოყენების იდეა ფართოდ გავრცელდა ცნობილი ბრიტანელი მეცნიერისა და სამეცნიერო ფანტასტიკის მწერლის არტურ კ. კლარკის წინადადებით. 1945 წელს მან გამოაქვეყნა პოპულარული სამეცნიერო სტატია Wireless World-ში, სადაც აღწერილი იყო საკომუნიკაციო თანამგზავრები გეოსტაციონარული ორბიტაზე (GSO), რომელსაც ახლა ხშირად უწოდებენ "კლარკის ორბიტას".

გლობალური ხედი

მაგრამ ყველა თანამგზავრს არ სჭირდება დისტანციური ზონდირება მაღალი გარჩევადობა. რა კარგია 30 სანტიმეტრი ზომის ობიექტის აღმოჩენის შესაძლებლობა, თუ მოწყობილობის ამოცანაა ჰაერის მასების რეგიონალური ან გლობალური მოძრაობის მონიტორინგი და დიდი რეგიონების თერმული რეჟიმები. მისი განხორციელებისთვის გაცილებით მნიშვნელოვანია დაფარვის სიგანე. გლობალურ მეტეოროლოგიურ მონიტორინგში თანამგზავრები, როგორც წესი, მოთავსებულია GSO-ში ან მაღალ MSO-ში, ხოლო რეგიონალურ მეტეოროლოგიურ მონიტორინგში, თანამგზავრები ჩვეულებრივ მოთავსებულია შედარებით დაბალ სიმაღლეზე (500-1000 კილომეტრი) ორბიტაზე დახრილობით, რაც საშუალებას იძლევა შერჩეული ტერიტორიის რეგულარული დათვალიერება. მაგალითად, პერსპექტიული რუსული თანამგზავრი

„მეტეორ-მ“ გლობალური მასშტაბით ჰიდრომეტეოროლოგიურ მდგომარეობას 830 კილომეტრის სიმაღლეზე სუს-ით უნდა აკონტროლოს. ხოლო Elektro-L აპარატისთვის აირჩიეს GSO, რადგან მისი მთავარი მიზანი იქნება დედამიწის მთელი დისკის გადაღება ხილულ და ინფრაწითელ დიაპაზონში. გარდა ამისა, GSO ამ შემთხვევაში ოპტიმალურია ეკვატორულ ზონაში მიმდინარე გლობალური ატმოსფერული პროცესების შესახებ ინფორმაციის მისაღებად.

ზუსტად იმის გამო, რომ GEO-დან შესაძლებელია დედამიწის ზედაპირის მნიშვნელოვანი ნაწილის დათვალიერება, ის „დასახლებულია“ არა მხოლოდ საკომუნიკაციო მოწყობილობებით და ამინდის თანამგზავრებით, არამედ სარაკეტო თავდასხმის გამაფრთხილებელი სისტემებით. მათი მთავარი ამოცანაა ბალისტიკური რაკეტების გაშვების აღმოჩენა, რისთვისაც აღჭურვილობა შედის ინფრაწითელი ტელესკოპი, რომელსაც შეუძლია გამოავლინოს გაშვებული ძრავის ალი. GSO-ს მინუსები ამ შემთხვევაში არ თამაშობს როლს - ბოლოს და ბოლოს, თანამგზავრს არ სჭირდება ინფორმაციის გადაცემა ჩრდილოეთ ან სამხრეთ პოლუსზე, მაგრამ დედამიწის ზედაპირის მესამედი აშკარად ჩანს.

გლობალური სანავიგაციო სისტემების GPS და GLONASS-ის თანამგზავრებისთვის ორბიტალური პარამეტრების არჩევანი ძალიან რთული აღმოჩნდა. მიუხედავად იმისა, რომ თავად იდეა (სატელიტებამდე მანძილის გაზომვა ცნობილი კოორდინატებით სიგნალის დაგვიანებით) აშკარა იყო, მისი განხორციელება ათწლეულების განმავლობაში გაჭიანურდა. სსრკ-ში ამ მიმართულებით კვლევა ჯერ კიდევ 1958 წელს დაიწყო. ხუთი წლის შემდეგ დაიწყო მუშაობა პირველ სატელიტურ სანავიგაციო სისტემაზე "Cicada", რომელიც ექსპლუატაციაში მხოლოდ 16 წლის შემდეგ შევიდა. მისი ოთხი სანავიგაციო თანამგზავრი მოქმედებდა დაბალ წრიულ ორბიტებზე 1000 კილომეტრის სიმაღლეზე 83° დახრილობით. მათი ორბიტების სიბრტყეები თანაბრად იყო განაწილებული ეკვატორის გასწვრივ. დაახლოებით ყოველ საათნახევარ-ორ საათში ერთხელ მომხმარებელს შეეძლო რადიოკონტაქტში შესულიყო Cicada-ს ერთ-ერთ თანამგზავრთან და 5-6 წუთის კომუნიკაციის შემდეგ განესაზღვრა მათი გრძედი და გრძედი. რა თქმა უნდა, სატელიტური ნავიგაციის სამხედრო მომხმარებლები არ იყვნენ კმაყოფილი მუშაობის ამ რეჟიმით. მათ სჭირდებოდათ თვითნებური მომენტიდა დედამიწის ნებისმიერ წერტილში განსაზღვრეთ სამი სივრცითი კოორდინატი, სიჩქარის ვექტორი და ზუსტი დრო. ამისათვის აუცილებელია სიგნალების ერთდროულად მიღება მინიმუმ ოთხი თანამგზავრიდან. ამას დასჭირდება ასობით კოსმოსური ხომალდის განთავსება დაბალ ორბიტაზე, რაც არა მხოლოდ საოცრად ძვირი იქნება, არამედ უბრალოდ შეუძლებელიც. ფაქტია, რომ საბჭოთა თანამგზავრების მომსახურების ვადა არ აღემატებოდა ერთ ან ორ წელს (და უფრო ხშირად - რამდენიმე თვეს) და აღმოჩნდება, რომ მთელი სარაკეტო და კოსმოსური ინდუსტრია იმუშავებს ექსკლუზიურად წარმოებასა და გაშვებაზე. სანავიგაციო თანამგზავრები. გარდა ამისა, დაბალ ორბიტაზე თანამგზავრები განიცდიან მნიშვნელოვან აშლილობას დედამიწის ატმოსფეროს გავლენის გამო, რაც გავლენას ახდენს მათგან განსაზღვრული კოორდინატების სიზუსტეზე.

კვლევამ აჩვენა რომ საჭირო პარამეტრებისანავიგაციო სისტემები უზრუნველყოფილია თანამგზავრების წრიულ ტრაექტორიებზე 19,000-20,000 კილომეტრის სიმაღლეზე განთავსებით (სიმაღლე არჩეულია GLONASS-ისთვის 19100 კილომეტრი) დაახლოებით 64° დახრილობით. აქ ატმოსფეროს გავლენა უკვე უმნიშვნელოა და გრავიტაციული დარღვევები მთვარისა და მზისგან ჯერ არ იწვევს სწრაფი ცვლილებებიორბიტებს.

სატელიტური სასაფლაო

ბოლო 20 წლის განმავლობაში სულ უფრო მეტმა ქვეყანამ შეიძინა საკუთარი ტელეკომუნიკაციები, მეტეოროლოგიური და სამხედრო თანამგზავრები გეოსტაციონალურ ორბიტაზე. შედეგად, GSO ხალხმრავლობა გახდა. თანამგზავრებს შორის საშუალო მანძილი დაახლოებით 500 კილომეტრია, ზოგიერთ რაიონში კი მძიმე მანქანები ერთმანეთისგან სულ რამდენიმე ათეულ კილომეტრში „კიდია“. ამან შეიძლება გამოიწვიოს კომუნიკაციის ჩარევა და შეჯახებაც კი გამოიწვიოს. მაღალი ორბიტიდან დედამიწაზე თანამგზავრების დაბრუნება ძალიან ძვირია. ამიტომ, გეოსტაციონარული ორბიტის გასასუფთავებლად, გადაწყდა, რომ აქტიური მოქმედების დასრულების შემდეგ დარჩენილი საწვავით გადაეყვანათ 200-300 კილომეტრზე მაღლა მდებარე „განკარგვის ორბიტაზე“. ეს "სატელიტური სასაფლაო" ჯერ კიდევ გაცილებით თავისუფალია ვიდრე სამუშაო ორბიტა.

თეორიულად, ამ სიმაღლეზე 18 თანამგზავრი სამ ორბიტალურ სიბრტყეში საკმარისია იმისთვის, რომ მინიმუმ ოთხი თანამგზავრი დედამიწის ნებისმიერი წერტილიდან ერთდროულად იყოს ხილული. სინამდვილეში, თავად კოსმოსური ხომალდის ადგილმდებარეობის განსაზღვრის სიზუსტის გასაზრდელად, GLONASS თანავარსკვლავედი უნდა გაფართოვდეს 24 მოქმედ თანამგზავრზე და რეზერვის გათვალისწინებით, სისტემას უნდა ჰქონდეს 27-30 თანამგზავრი. სხვები აგებულია დაახლოებით იმავე პრინციპებზე. სანავიგაციო სისტემები- GPS (აშშ), გალილეო (ევროპა) და ბეიდუ (ჩინეთი). მათი სატელიტური თანავარსკვლავედებიგანლაგებულია წრიულ ორბიტებზე 20000-23500 კილომეტრის სიმაღლეზე 55-56° დახრილობით.

საპილოტე ბილიკები

პილოტირებული მანქანების ორბიტები სპეციალურად არის შერჩეული. ამრიგად, საერთაშორისო კოსმოსური სადგურის (ISS) მშენებლობის დროს, მასზე ახალი მოდულების გაშვების მოხერხებულობა და კოსმოსური ხომალდები, ეკიპაჟის უსაფრთხოება, საწვავის მოხმარება სიმაღლის შესანარჩუნებლად. შედეგად, სადგური ორბიტაზე გაუშვა დაახლოებით 400 კილომეტრის სიმაღლეზე. ეს არის ოდნავ ქვემოთ დედამიწის რადიაციული სარტყლის საზღვარი, რომელშიც, გავლენის ქვეშ მაგნიტური ველიჩვენი პლანეტა აგროვებს დამუხტულ ნაწილაკებს მზის ქარი. რადიაციულ სარტყელში ხანგრძლივად ყოფნა ეკიპაჟს სახიფათო რადიაციას გაუჩენს ან ორბიტალური სადგურის რადიაციული დაცვის მძლავრ ზომებს მოითხოვს. ასევე შეუძლებელია ორბიტის მნიშვნელოვნად დაბლა დაწევა, წინააღმდეგ შემთხვევაში, მნიშვნელოვანი აეროდინამიკური წევის გამო, სადგური შენელდება და სიმაღლის შესანარჩუნებლად ბევრი საწვავი იქნება საჭირო. ორბიტალური სიბრტყის დახრილობა (51,6°) განისაზღვრება ბაიკონურიდან გაშვების პირობებით, ყველაზე ჩრდილოეთ კოსმოდრომიდან, საიდანაც ხდება პილოტირებული ფრენები.

მსგავსი მოსაზრებები კარნახობდა ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის ორბიტის არჩევას, რადგან თავიდანვე ვარაუდობდნენ, რომ ასტრონავტები პერიოდულად მოინახულებდნენ მას. ამიტომ ორბიტალური დახრილობა 28,5° შეირჩა ამერიკული კანავერალის კოსმოსური პორტის გრძედის მიხედვით. შედეგად, ISS-ის და ტელესკოპის ორბიტები განლაგებულია ერთმანეთის მიმართ მნიშვნელოვანი კუთხით და კოსმოსური შატლი მათ ვერ ეწვევა ერთი ფრენით, რადგან ორბიტალური სიბრტყის შეცვლა შატლის ერთ-ერთი ყველაზე „ძვირადღირებული“ მანევრია უბრალოდ არ აქვს საკმარისი საწვავი ამისთვის. ამის გამო კოსმოსური ტელესკოპის მუშაობა თითქმის ნაადრევად დასრულდა. 2003 წელს კოლუმბიის კატასტროფის შემდეგ, გადაწყდა, რომ ასტრონავტებს უნდა შეეძლოთ თავშესაფარი ISS-ზე, თუ ფრენის დროს სერიოზული ზიანი აღმოჩენილი იყო. ჰაბლის ტელესკოპის ფრენამ გამორიცხა ეს შესაძლებლობა და თითქმის გაუქმდა. საბოლოო ჯამში, ის დამტკიცდა და 2009 წელს ძირითადი მოდერნიზაციის შემდეგ, ჰაბლი, რომელიც წარუმატებლობის პირას იყო, შეძლებს მუშაობას კიდევ ხუთი წლის განმავლობაში, სანამ არ ჩაანაცვლებს ახალი ჯეიმს ვების ტელესკოპით. მართალია, ის აღარ იქნება გაშვებული დედამიწის დაბალ ორბიტაზე, მაგრამ ბევრად უფრო შორს - ლაგრანგის წერტილამდე 1,5 მილიონი კილომეტრის სიმაღლეზე, სადაც ორბიტალური პერიოდი ზუსტად ერთი წლის ტოლია და ტელესკოპი მუდმივად დაიმალება მზისგან. დედამიწის უკან. იქ ჯერ არ არის პილოტირებული ფრენები.

ჩვენ აღვწერეთ სხვადასხვა ორბიტა, მაგრამ ეს არ არის მათი მრავალფეროვნების დასასრული. ნებისმიერი ტიპის ორბიტისთვის არსებობს ვარიაციები, რომლებიც შექმნილია მათი დადებითი თვისებების გასაძლიერებლად და უარყოფითი თვისებების შესუსტებისთვის. მაგალითად, ზოგიერთი თანამგზავრი მოძრაობს გეოსტაციონარულ ორბიტასთან 10°-მდე დახრილობით. ეს მათ საშუალებას აძლევს პერიოდულად შეხედონ მაღალ განედებს, მაგრამ მიწისზე დაფუძნებული ანტენები საჭიროებენ ზევით და ქვევით დახრის უნარს, რათა თვალყური ადევნონ თანამგზავრის ვიბრაციას. ორი ორბიტის დამაკავშირებელი სხვადასხვა გარდამავალი ტრაექტორია მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. დედამიწის მახლობლად მდებარე სივრცეში იონური მამოძრავებელი საშუალებების გავრცელებით, რთული სპირალური ბილიკების გამოყენება დაიწყო. ბალისტიკის სპეციალისტები ჩართულნი არიან კოსმოსური ხომალდის ტრაექტორიის არჩევაში. არსებობს თუნდაც ტერმინი "ბალისტიკური დიზაინი", რაც ნიშნავს მოწყობილობის ოპტიმალური ფრენის გზის ერთობლივ განვითარებას, მის გარეგნობას და დიზაინის ძირითად პარამეტრებს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ორბიტა განვითარებულია თანამგზავრთან და რაკეტასთან ერთად, რომელიც მას გაუშვებს.

დგომის წერტილი

ცენტრიდანული ძალის სიდიდე უდრის:

ცენტრიდანული აჩქარება უდრის:

სად არის თანამგზავრის ბრუნვის კუთხური სიჩქარე, რადიანებში წამში.

მოდით გავაკეთოთ ერთი მნიშვნელოვანი განმარტება. ფაქტობრივად, ცენტრიდანული აჩქარებას ფიზიკური მნიშვნელობა აქვს მხოლოდ ინერციულ მიმართულების სისტემაში, ხოლო ცენტრიდანული ძალა ეგრეთ წოდებული წარმოსახვითი ძალაა და ხდება ექსკლუზიურად საცნობარო ჩარჩოებში (კოორდინატებში), რომლებიც დაკავშირებულია მბრუნავ სხეულებთან. ცენტრიდანული ძალა (ამ შემთხვევაში, მიზიდულობის ძალა) იწვევს ცენტრიდანულ აჩქარებას. აბსოლუტური მნიშვნელობით, ცენტრიდანული აჩქარება ინერციულ საცნობარო ჩარჩოში უდრის ცენტრიდანული აჩქარებას საცნობარო ჩარჩოში, რომელიც დაკავშირებულია ჩვენს შემთხვევაში თანამგზავრთან. ამიტომ, შემდგომში გაკეთებული შენიშვნის გათვალისწინებით, შეგვიძლია გამოვიყენოთ ტერმინი „ცენტრიპეტული აჩქარება“ ტერმინ „ცენტრიფუგა ძალასთან“ ერთად.

შემცირება, თარგმნა მარცხნივ და მარჯვნივ, მივიღებთ:

რად/წმ

შედეგად მიღებული ორბიტალური რადიუსია 42164 კმ. დედამიწის ეკვატორული რადიუსის გამოკლებით, 6378 კმ, მივიღებთ 35786 კმ სიმაღლეს.

პირველი გაქცევის სიჩქარე მასის ობიექტიდან დაშორებით უდრის