Geosynchronní vs geostacionární oběžná dráha
Oběžná dráha je zakřivená dráha v prostoru, ve které mají nebeské objekty tendenci rotovat. Základní princip oběžné dráhy úzce souvisí s gravitací a nebyl jasně vysvětlen, dokud nebyla publikována Newtonova teorie gravitace.
Abyste porozuměli principu, uvažujme kouli připojenou k provázku otočenému s konstantní délkou provázku. Pokud se míč otáčí pomaleji, míč nedokončí cykly, ale zhroutí se. Pokud se míček otáčí velmi vysokou rychlostí, provázek se přetrhne a míček se odtrhne. Pokud držíte provázek, ucítíte tah míčku na ruce. Toto úsilí míče vzdálit se je bráněno napětím provázku jeho zatažením zpět a míč se začne pohybovat v kruzích. Existuje určitá rychlost, kterou se musíte otáčet, takže tyto protichůdné síly jsou v rovnováze, a když se tak stane, dráhu míče lze považovat za oběžnou dráhu.
Tento princip tohoto jednoduchého příkladu lze aplikovat na mnohem větší objekty, jako jsou planety a měsíce. Gravitace působí jako dostředivá síla a udržuje objekt, který se snaží vzdálit, na oběžné dráze, po eliptické dráze v prostoru. Naše Slunce drží planety kolem sebe a planety drží kolem sebe měsíce stejným způsobem. Doba potřebná k tomu, aby objekt na oběžné dráze dokončil jeden cyklus, se nazývá orbitální perioda. Země má například oběžnou dobu 365 dní.
Geosynchronní oběžná dráha je oběžná dráha kolem Země s oběžnou dobou jednoho hvězdného dne a geostacionární dráha je zvláštním případem geosynchronní dráhy, kde jsou umístěny přímo nad rovníkem.
Více o geosynchronní oběžné dráze
Zvažte znovu míč a provázek. Pokud je délka provázku krátká, kulička se otáčí rychleji, a pokud je provázek delší, otáčí se pomaleji. Analogicky oběžné dráhy s menším průměrem mají rychlejší oběžné rychlosti a kratší oběžné doby. Pokud je průměr větší, oběžná rychlost je pomalejší a oběžná doba je delší. Například Mezinárodní vesmírná stanice, která je na nízké oběžné dráze kolem Země, má periodu 92 minut a Měsíc má dobu oběhu 28 dní.
Mezi těmito extrémy existuje určitá vzdálenost od Země, kde se oběžná doba rovná rotační periodě Země. Jinými slovy, oběžná doba objektu na této oběžné dráze je jeden hvězdný den (zhruba 23h 56m), a proto je úhlová rychlost Země a objektu podobná. Jeden zajímavý výsledek toho je, že každý den ve stejnou dobu bude satelit ve stejné pozici. Je synchronizován se zemskou rotací, tedy geosynchronní oběžná dráha.
Všechny geosynchronní oběžné dráhy Země, ať už kruhové nebo eliptické, mají hlavní poloosu 42 164 km.
Více o geostacionární oběžné dráze
Geosynchronní dráha v rovině zemského rovníku je známá jako geostacionární dráha. Protože oběžná dráha je v rovině rovníku, má další vlastnost kromě toho, že je ve stejnou dobu ve stejné poloze. Když se objekt na oběžné dráze pohybuje, Země se s ním také pohybuje. Zdá se tedy, že objekt je vždy nad stejným bodem. Je to, jako by byl objekt upevněn přímo nad nějakým bodem na Zemi, místo aby kolem něj obíhá.
Téměř všechny komunikační satelity jsou umístěny na geostacionární dráze. Koncept využití geostacionární oběžné dráhy pro telekomunikace poprvé představil autor sci-fi Arthur C Clarke, proto někdy nazývaný Clarke Orbit. A sbírka satelitů na této oběžné dráze je známá jako Clarkeův pás. Dnes se používá pro telekomunikační přenosy po celém světě.
Geostacionární dráha se nachází 35 786 km (22 236 mil) nad střední hladinou moře a oběžná dráha Clarke je dlouhá asi 265 000 km (165 000 mil).
Jaký je rozdíl mezi geosynchronní a geostacionární dráhou?
• Dráha s oběžnou dobou jednoho hvězdného dne je známá jako geosynchronní dráha. Objekt na této oběžné dráze se během každého cyklu objeví ve stejné pozici. Je synchronizována s rotací Země, proto se nazývá geosynchronní dráha.
• Geosynchronní dráha ležící v rovině zemského rovníku je známá jako geostacionární dráha. Objekt na geostacionární oběžné dráze se zdá být upevněn přímo nad bodem na Zemi a zdá se, že je stacionární vzhledem k Zemi. Proto. termín geostacionární oběžná dráha.
