Висока еліптична орбіта

Висока еліптична орбіта (ВЕО) — це тип навколоземної орбіти, на якій висота в апогеї в багато разів перевищує висоту в перигеї.

Типова орбіта КА «Молнія». Червоними крапками відзначено час руху супутника по орбіті в годинах

Призначення

За законами Кеплера супутники на високих еліптичних орбітах рухаються з дуже високою швидкістю в перигеї, а потім значно уповільнюються в апогеї. Коли КА перебуває поблизу апогею (протягом декількох годин), у наземного спостерігача складається враження, що супутник майже нерухомий, тобто, його орбіта виглядає квазі-геостаціонарною.

Протягом 3,5 годин сигнал з нього можна приймати на антену діаметром 0,6 м без використання поворотного пристрою. Крім того, квазістаціонарна точка може перебувати над будь-якою точкою земної кулі, а не лише над екватором, як у справжніх геостаціонарних супутників. Ця властивість стає у пригоді на високих широтах (віддалених від екватора більше, ніж на 76—78°), де геостаціонарні супутники спостерігаються дуже низько над горизонтом (якщо їх узагалі видно).

У цих зонах прийом із геостаціонарного супутника ускладнений (або й зовсім неможливий), і єдину можливість забезпечити супутниковий зв'язок дають супутники на високих еліптичних орбітах. У центрі зони обслуговування вони можуть підійматися над горизонтом майже на 90°, а на її краях — більш як на 40°.

Переваги та недоліки

Супутники на ВЕО мають такі переваги:

  • Можливість обслуговування дуже великих територій;
  • Можливість обслуговування у високих широтах. У цих зонах супутники на ВЕО підіймаються над горизонтом набагато вище, ніж геостаціонарні супутники;[1]
  • Ширші можливості використання різних частотних діапазонів (на відміну від геостаціонарної орбіти, де вже практично не лишилося ні вільного місця, ні вільних частот);
  • Дешевше виведення на орбіту (приблизно в 1,8 рази)[2].

У той же час, системи на високих еліптичних орбітах мають і недоліки:

  • Для створення квазі-геостаціонарної системи потрібно принаймні три супутники на орбіті (замість одного геостаціонарного). У разі забезпечення цілодобового безперервного мовлення, кількість супутників зростає до семи[2];
  • У приймальної антени має бути функція стеження (привід для розвороту);
  • Відстань до супутника в апогеї високої еліптичної орбіти більша, ніж на геостаціонарній, тому потужність передавачів має бути більшою (до 400—500 ват). Це здорожчує супутники[1];
  • Висока еліптична орбіта зазвичай перетинає радіаційні пояси, що значно скорочує термін служби супутників. Щоб уникнути цієї проблеми, потрібна орбіта з перигеєм на висоті близько 20 тис. км[2];
  • Оскільки КА рухаються по орбіті нерівномірно, ефект Доплера створює додаткові труднощі для приймачів на Землі[3];
  • Через більший час поширення сигналу, виникають складнощі із застосунками, які працюють у реальному часі, такими як телефонія[3].

Оскільки недоліків більше, ніж переваг, а густина населення у високих широтах набагато менша, ніж у середніх, то питання окупності такої системи досить сумнівне.


Орбіта «Молнія»

Наземна проекція орбіти КА «Блискавка»

Орбіту названо на честь серії радянських і російських супутників зв'язку подвійного призначення «Молнія», які вперше застосували таку орбіту в своїй роботі. її параметри:

  • аргумент широти перигею — 280°; 
  • нахил — 62,8°; 
  • драконічний період обертання — 11 год. 57 хв. 45 сек; 
  • висота — від 500 км в перигеї до 40 000 км в апогеї.

Супутники мали забезпечувати проведення сеансів зв'язку сумарною тривалістю до 13 годин на добу і до 7,5 години на одному витку[4].

Орбіта «Тундра»

Наземна проекція орбіти КА «QZSS»
  • період обертання — 23 год. 56 хв. 04 сек. (1 зоряна доба); 
  • велика піввісь 42 164 км; 
  • ексцентриситет: від 0,25 до 0,4; 
  • висота в перигеї: від 18 900 до 25 240 км; 
  • висота в апогеї: від 46 330 до 52 660 км; 
  • нахил: 62,15°[3] — 63,4°;

В даний момент[коли?] така орбіта використовується компанією «Sirius XM Radio», яка експлуатує на цій орбіті систему «Sirius XM» складається з трьох КА, а також японською навігаційною системою QZSS[джерело?].

Див. також

Примітки

  1. О спутниковом вещании с высокоэллиптических орбит. broadcasting.ru. Архів оригіналу за 13.07.2012. Процитовано 17.02.2011.
  2. Высокоэллиптическая орбита. Радиогалактику. Архів оригіналу за 13.07.2012. Процитовано 05.02.2011.
  3. Tipos de órbitas. Constelaciones de satélites. Universidad Politecnica de Madrid. Архів оригіналу за 31.05.2012. Процитовано 05.02.2011.
  4. Новая «Молния» красноярцев. Журнал «Новости Космонавтики», 09.2001. Архів оригіналу за 10.03.2012. Процитовано 21.01.2011.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.