地球靜止軌道

地球靜止軌道

地球靜止軌道(或作"地球靜止同步軌道"、"地球靜止衛星軌道"、"地球同步轉移軌道""克拉克軌道")特別指衛星或人造衛星垂直于地球赤道上方的正圓形地球同步軌道。

  • 中文名稱
    地球靜止軌道
  • 特    點
    軌道傾角均為零。
  • 運動周期
    23小時56分04秒
  • 實    質
    地球靜止同步軌道

定義

地球靜止軌道屬于地球同步軌道的一種。在這軌道上進行地球環繞運動的衛星地球靜止軌道或人造衛星始終位于地球表面的同一位置。它的軌道離心率和軌道傾角均為零。運動周期為23小時56分04秒,與地球自轉周期吻合。由于在靜止軌道運動的衛星的星下點軌跡是一個點,所以地表上的觀察者在任意時辰始終可以在天空的同一個位置觀察到衛星,會發現衛星在天空中靜止不動,因此許多人造衛星,尤其是通訊衛星,多採用地球靜止軌道。

地球靜止軌道的理論由赫爾曼·波托西尼克在1928年首次提出,而後亞瑟·查理斯·克拉克在他的小說《無線世界》中,提議將通訊衛星放置在地球靜止軌道。因此有時靜止軌道也被稱為克拉克軌道。

​描述

人造衛星與地面相對靜止,固定在赤道上空。順行的圓形軌道,距地面高度為35793千米,衛星運動速度為3.07千米/秒。一顆衛星可覆蓋約40%的地球面積。氣象衛星、通信衛星和廣播衛星常採用這種軌道。

區別

實際上,地球同步軌道與地球靜止軌道不是一回事,它們之間有共地球靜止軌道同點也有較大區別.

地球靜止軌道地球靜止軌道

地球同步軌道與地球靜止軌道都是運行周期(23小時56分04秒)相同的人造地球衛星軌道.

這兩種軌道的區別有三:

第一,軌道傾角有區別.

地球靜止軌道是軌道傾角(軌道平面和赤道平面的夾角)為零的圓形地球同步軌道.即地球靜止軌道一定在赤道平面上;而地球同步軌道平面可與赤道平面成一不為零的夾角.

第二,觀察者看到的現象不同.

在地球同步軌道上運行的衛星每天在相同時間經過相同地方的天空,對地面上觀察者來說,每天相同時刻衛星會出現在相同的方向上.在一段連續的時間內,衛星相對于觀察者可以是運動的.而處于地球靜止軌道上運行的衛星每天任何時刻都處于相同地方的上空,地面觀察者看到衛星始終位于某一位置,保持靜止不動.

第三,星下點軌跡不同.

人造地球衛星在地面的投影點(或衛星和地心連線與地面的交點)稱為星下點.衛星運動和地球自轉使星下點在地球表現移動,形成星下點軌跡.地球同步衛星的星下點軌跡是一條8字形的封閉曲線,而地球靜止衛星的星下點軌跡是一個點.

環境

地球靜止軌道環境 geosynchronous orbit environment 地球靜止軌道區的空間環境。地球靜止軌道是通信衛星的高密集區,它處在距地心6.6個地球半徑左右的近赤道區。該區的空間環境主要由除引力場外的高能粒子、熱電漿、電漿層電漿、環電流、磁場、太陽電磁輻射、流星體和空間碎片構成。地球靜止軌道區是地球空間環境受太陽活動影響嚴重的區域,強太陽風到達時,磁層被壓縮,地球靜止軌道區完全暴露在太陽宇宙線、高速太陽風之中。在磁暴或亞暴時,從磁章節附注入的高溫電漿也能到達這一區域,使得該區成為空間環境引發航天器異常的高發區,其中高能粒子(包括太陽質子事件)環境和亞暴註入的熱電漿環境是最重要的導致異常的環境,是航天器充電問題最嚴重的區域。

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