Geosynchroner vs. geostationärer Orbit
Eine Umlaufbahn ist eine gekrümmte Bahn im Raum, auf der Himmelskörper dazu neigen, sich zu drehen. Das zugrunde liegende Prinzip der Umlaufbahn ist eng mit der Schwerkraft verbunden und wurde erst mit der Veröffentlichung von Newtons Gravitationstheorie klar erklärt.
Um das Prinzip zu verstehen, stellen Sie sich einen Ball vor, der an einer Schnur befestigt ist, die mit einer konstanten Länge der Schnur gedreht wird. Wenn sich der Ball langsamer dreht, wird der Ball keine Zyklen abschließen, sondern zusammenbrechen. Wenn sich der Ball mit sehr hoher Geschwindigkeit dreht, reißt die Schnur und der Ball schnappt weg. Wenn Sie die Schnur h alten, spüren Sie den Zug des Balls an der Hand. Diesem Bemühen der Kugel, sich zu entfernen, wird durch die Spannung der Schnur entgegengewirkt, indem sie zurückgezogen wird, und die Kugel beginnt, sich im Kreis zu bewegen. Es gibt eine bestimmte Geschwindigkeit, mit der Sie sich drehen müssen, sodass diese entgegengesetzten Kräfte im Gleichgewicht sind, und wenn sie dies tun, kann die Bahn des Balls als Umlaufbahn betrachtet werden.
Dieses Prinzip hinter diesem einfachen Beispiel kann auf viel größere Objekte wie Planeten und Monde angewendet werden. Die Gravitation wirkt als Zentripetalkraft und hält das Objekt, das sich wegzubewegen versucht, auf einer Umlaufbahn, der elliptischen Bahn im Raum. Unsere Sonne hält die Planeten um sich herum, und die Planeten h alten die Monde um sich herum auf die gleiche Weise. Die Zeit, die ein Objekt in der Umlaufbahn benötigt, um einen Zyklus zu vollenden, wird als Umlaufzeit bezeichnet. Beispielsweise hat die Erde eine Umlaufzeit von 365 Tagen.
Die geosynchrone Umlaufbahn ist eine Umlaufbahn um die Erde mit einer Umlaufzeit von einem Sterntag, und die geostationäre Umlaufbahn ist ein Sonderfall der geosynchronen Umlaufbahn, bei der sie direkt über dem Äquator platziert sind.
Mehr über die geosynchrone Umlaufbahn
Betrachte den Ball und die Schnur noch einmal. Wenn die Schnurlänge kurz ist, dreht sich die Kugel schneller, und wenn die Schnur länger ist, dreht sie sich langsamer. Analog haben Umlaufbahnen mit kleinerem Durchmesser schnellere Umlaufgeschwindigkeiten und kürzere Umlaufzeiten. Wenn der Durchmesser größer ist, ist die Umlaufgeschwindigkeit langsamer und die Umlaufzeit länger. Zum Beispiel hat die Internationale Raumstation, die sich in einer niedrigen Erdumlaufbahn befindet, eine Umlaufzeit von 92 Minuten und der Mond eine Umlaufzeit von 28 Tagen.
Zwischen diesen Extremen gibt es eine bestimmte Entfernung von der Erde, in der die Umlaufzeit gleich der Rotationsperiode der Erde ist. Mit anderen Worten, die Umlaufzeit eines Objekts in dieser Umlaufbahn beträgt einen Sterntag (ungefähr 23h 56m), und daher ist die Winkelgeschwindigkeit der Erde und des Objekts ähnlich. Ein interessantes Ergebnis davon ist, dass sich der Satellit jeden Tag zur gleichen Zeit auf der gleichen Position befindet. Sie ist mit der Erdrotation synchronisiert, daher die geosynchrone Umlaufbahn.
Alle geosynchronen Erdumlaufbahnen, ob kreisförmig oder elliptisch, haben eine große Halbachse von 42.164 km.
Mehr über den geostationären Orbit
Eine geostationäre Umlaufbahn in der Ebene des Erdäquators wird als geostationäre Umlaufbahn bezeichnet. Da sich die Umlaufbahn in der Ebene des Äquators befindet, hat sie eine zusätzliche Eigenschaft, außer dass sie sich gleichzeitig in derselben Position befindet. Wenn sich ein Objekt in der Umlaufbahn bewegt, bewegt sich auch die Erde parallel dazu. Daher scheint es, dass sich das Objekt immer über demselben Punkt befindet. Es ist, als wäre das Objekt direkt über einem Punkt auf der Erde fixiert, anstatt ihn zu umkreisen.
Fast alle Kommunikationssatelliten befinden sich im geostationären Orbit. Das Konzept, die geostationäre Umlaufbahn für die Telekommunikation zu nutzen, wurde erstmals von dem Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke vorgestellt, daher manchmal auch Clarke Orbit genannt. Und die Ansammlung von Satelliten in dieser Umlaufbahn ist als Clarke-Gürtel bekannt. Heute wird es für die Telekommunikationsübertragung auf der ganzen Welt verwendet.
Die geostationäre Umlaufbahn liegt 35.786 km (22.236 Meilen) über dem mittleren Meeresspiegel, und die Clarke-Umlaufbahn ist etwa 265.000 km (165.000 Meilen) lang.
Was ist der Unterschied zwischen geosynchroner und geostationärer Umlaufbahn?
• Eine Umlaufbahn mit einer Umlaufzeit von einem Sterntag wird als geostationäre Umlaufbahn bezeichnet. Ein Objekt in dieser Umlaufbahn erscheint bei jedem Zyklus an der gleichen Position. Sie ist mit der Erdrotation synchronisiert, daher der Begriff geosynchrone Umlaufbahn.
• Eine geostationäre Umlaufbahn, die in der Ebene des Erdäquators liegt, wird als geostationäre Umlaufbahn bezeichnet. Ein Objekt in einer geostationären Umlaufbahn scheint direkt über einem Punkt auf der Erde fixiert zu sein, und es scheint relativ zur Erde stationär zu sein. Deswegen. der Begriff geostationäre Umlaufbahn.
