基本介紹
- 中文名：同步軌道
- 外文名：synchronous orbit
- 定義：和地球自轉周期相同的特殊軌道
- 高度： 35900 公里
介紹,套用歷史,高度計算,比較,關係,
介紹
在赤道上空，同步軌道的高度為 35900 公里。
衛星軌道理論中的一個概念。即一種接近於和地球自轉同步運動的衛星軌道，或者說衛星繞地球一周的軌道周期和地球自轉周期相同的衛星軌道。這種衛星的軌道近於圓，半徑約36000km。衛星繞地球作軌道運動時，相對於地面幾乎沒有相對運動，好像是靜止地懸於空中，故稱對地靜止衛星.洲際通信衛星、氣象衛星以及21世紀計畫發射的太陽能發電站等飛行體都是利用這種軌道特性。
套用歷史
第一個提出把地球同步衛星用於通信的人是赫爾曼·波托西尼克，他於1928年提出了這個構想（但並沒有廣為人知）。George O. Smith在系列科幻小說Venus Equilateral的第一個故事中提到了地球靜止軌道，這是靜止軌道第一次出現在大眾文學作品中，但Smith並沒有進行深入的探討。1945年，英國著名科幻作家亞瑟·C·克拉克在無線世界發表了一篇題為“Extra-Terrestrial Relays – Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage?”的文章，對地球靜止軌道的原理進行了詳細解釋，這也使得地球靜止軌道這個概念廣泛傳播。克拉克承認，他引入的地球靜止軌道概念和Smith的The Complete Venus Equilateral有聯繫 。克拉克第一個闡明了靜止軌道對於廣播和中繼通訊衛星的作用。所以，有時候地球靜止軌道也被稱為克拉克軌道 。相應的，海平面以上大35,786km的地方有一片區域被稱為克拉克帶，它位於赤道平面內，可作為類靜止軌道來使用。另外，克拉克軌道的周長大約是265,000km。
高度計算
在圓形軌道，向心力由萬有引力提供。
- ω是角速度，一天是23小時56分4秒，一圈是2π
- M是地球質量5.9736×1024 kg
- G是萬有引力常數6.67428 ± 0.00067 × 10-11 m3kg-1s-2
- 代入以上數字，得出地球靜止軌道的半徑是42,164公里。考慮地球半徑6,378公里，高度是35,786公里。
- 線速度則是：
比較
地球靜止軌道、伽利略定位系統、全球定位系統（GPS）、格洛納斯系統、北斗衛星導航系統、國際太空站及哈勃望遠鏡的半徑比較圖。另外，月球軌道半徑（385,000公里）是地球靜止軌道的大約9倍。
靜止軌道衛星都必須分布在赤道上空的同一個圓環上。在運行過程中，為了避免衛星受到不良的頻率干擾，需要把靜止軌道衛星分開來放置，這就意味著軌道位置是有限的，因此，靜止軌道上運行的衛星數量也是一定的。不同國家為爭得同一靜止軌道位置（如經度相同而緯度不同的國家）和頻率資源會發生矛盾，這樣的矛盾可以通過國際電信聯盟的軌道分配機制來協調解決。1976年，8個赤道國家通過了波哥大宣言，宣稱這些國家擁有其領土上空靜止軌道的主權，但這個宣言從未被國際社會承認
當它的燃料耗盡時，將不可能保持在之前的軌道位置，衛星的服務壽命就結束了。一般來說，衛星的推進劑耗盡時，其轉發器以及星上其他系統還能正常工作。如果停止進行南北位置保持控制，一些衛星可以繼續在傾斜軌道上運行（其星下點以赤道為中心畫“8”字圖案）。或者，可以把衛星軌道提升到“墳墓”軌道處理掉。
關係
地球靜止軌道是地球同步軌道的一個特例。二者的區別有三：
1.軌道傾角有區別，地球同步軌道不一定在赤道面上方。
2.觀察者看到的現象不同，地球同步軌道上的衛星每天以相同的時間通過地球上的同一個點，地面觀察者看到衛星是移動的；而地球靜止軌道上的衛星一直固定在其定點位置不動。
3.星下點軌跡不同，地球同步衛星的星下點軌跡是一條8字形的封閉曲線。
