לוויין גיאוסטציונרי

Un לוויין גיאוסטציוני הוא כזה שגובהו ומהירותו תואמים את קצב הסיבוב של כדור הארץ ונראה שהוא נשאר נייח על כדור הארץ. הם יכולים לכסות שטחים גדולים ולספק שירותים כמו טלוויזיה בלוויין, רדיו, תחזיות מזג אוויר ועוד. ללוויינים אלו חשיבות רבה עבור האדם.

לכן, אנו הולכים להקדיש מאמר זה לספר לכם על המאפיינים, המיקום, הטכנולוגיה ועוד הרבה יותר של הלוויין הגיאוסטציונרי.

מהו לוויין גיאוסטציונרי

להיבטים שונים של עידן החלל הייתה השפעה כזו על חיי היומיום שלנו, כמו המצאת לווייני תקשורת. תוך כמה עשורים בלבד, הם הגיעו אפילו לאזורים הנידחים ביותר של העולם בדרכים כאלה הם היו כמעט בלתי נתפסים לא מזמן.

למעשה, כיום ניתן לדבר ישירות עם המטפסים על הר האוורסט או לתקשר באמצעות האינטרנט כמעט עם כל מערכת מחשב על פני כדור הארץ, והכל בעזרת לווייני תקשורת.

לווייני תקשורת פועלים בסוגים רבים של מסלולים, מקבוצות כוכבים נמוכות כדור הארץ כמו Globalstar ועד למסלול מולניה האקסצנטרי והנוטה מאוד המשמש את הפדרציה הרוסית. עם זאת, סוג המסלול החשוב ביותר עבור לוויינים אלו הוא המסלול הגיאוסטציונרי, המתאים לא רק לתקשורת לוויינית, אלא גם לתצפיות מטאורולוגיות וסוגים רבים אחרים של יישומים.

לוויינים גיאוסטציוניים מקיפים את קו המשווה באותה מהירות שכדור הארץ מסתובב, פעם ביום, ומתיישרים עם המסלול הגיאוסטציוני. הם מסתובבים סביב א נקודה כמעט קבועה על פני כדור הארץ בקו המשווה במרחק של 35.900 קילומטרים. מיקום זה מאפשר ניטור רציף של אזור מסוים בעוד ששדה הראייה מכסה כשליש משטח כדור הארץ.

הם שוכבים בדיוק על קו המשווה של כדור הארץ ומסתובבים סביב כדור הארץ במסלולים מעגליים. הם מסתובבים בדיוק באותה מהירות וכיוון (ממערב למזרח) כמו כדור הארץ, מה שהופך אותם לנייחים מפני השטח של כדור הארץ. לוויין גיאוסטציוני חייב להיות במרחק מה מכדור הארץ, אחרת הוא יירד בגובה, אז אם הוא יתרחק מדי מכדור הארץ, הוא יימלט לחלוטין משדה הכבידה של כדור הארץ.

לוויינים גיאוסטציוניים ביצעו מודרניות ושינו את התקשורת ברחבי העולם, משידורי טלוויזיה ועד לתחזיות מזג אוויר. יש להם גם כמה יישומים חשובים בתחומי המודיעין והאסטרטגיה הצבאית.

תכונות עיקריות

המונח לוויין גיאוסטציוני נובע מהעובדה שלוויינים כאלה נראים כמעט נייחים בשמים במבט משטח כדור הארץ. מסלולי המסלול של לוויינים גיאוסטציונריים ידועים בתור החגורה של קלארק, על שם מחבר המדע הבדיוני ארתור קלארק, שזוכה לזכותו.

הוא פרסם מאמר ב-1945 המציע כי לוויינים מלאכותיים יכולים לשמש כממסרי תקשורת לאחר חקר מחקר טילים שנעשה בגרמניה במהלך מלחמת העולם השנייה. המסלול הגיאוסינכרוני המוצלח הראשון היה ב-1963 והמסלול הגיאוסטציוני הראשון ב-1964.

כאשר לוויין או חללית נמצאים במסלול גיאוסינכרוני, הם מסונכרנים עם סיבוב כדור הארץ, אך המסלול נוטה לכיוון המישור המשווני. הלוויינים במסלולים אלו משנים קו רוחב אך נשארים באותו קו אורך. זה שונה ממסלול גיאוסטציונרי מכיוון שהלוויינים נעים במקומם ואינם נעולים בעמדה אחת בשמים.

לוויינים גיאוסטציוניים נשארים באותו מקום תוך שהם מכסים את אותו שטח של פני כדור הארץ ויכולים לספק שירותים, כגון טלוויזיה, טלקומוניקציה והדמיה, כדי אזורים או אזורים ספציפיים של פני כדור הארץ באופן צפוי ועקבי. לוויין שחייב להיות מונע כל הזמן למיקום מסוים.

מיקום לוויין גיאוסטציוני

לוויינים אלו ממוקמים בגובה רב, מה שמאפשר להם למדוד את כל שטח פני כדור הארץ, למעט אזורים קטנים בקוטב הדרומי והצפוני הגיאוגרפי, מה שמועיל במחקר מטאורולוגי. צלחות לווין בעלות כיווניות גבוהה מפחיתות הפרעות אות ממקורות יבשתיים ולוויינים אחרים.

גזרת מסלול היא טבעת דקה מאוד במישור המשווני; לכן, מספר קטן מאוד של לוויינים יכול להישאר בתוך המגזר הזה מבלי להתנגש ולהתנגש זה בזה. המיקום המדויק של לוויינים גיאוסטציונריים משתנה מעט בכל תקופה של 24 שעות. תנודות כאלה מתרחשות עקב הפרעות כבידה בין הלוויינים, כדור הארץ, השמש, הירח וכוכבי לכת אחרים.

זה לוקח בערך 1/4 שנייה לאות רדיו לעבור ללוויין וממנו, וכתוצאה מכך השהיית האות קטנה אך משמעותית. המתנה זו מהווה בעיה עבור תקשורת אינטראקטיבית, כגון שיחות טלפון.

מסלול גיאוסטציונרי

מסלול גיאוסטציוני הוא מסלול מיוחד שבתוכו כל לוויין יופיע נייח בנקודה נתונה על פני כדור הארץ. על כל פנים, בניגוד לסוגים אחרים של מסלולים, שיכולים להיות להם מספר מסלולים, למסלול הגיאוסטציונרי יש רק אחד.

עבור כל מסלול גיאוסטציוני, עליו להיות קודם כל מסלול גיאו-סינכרוני. מסלול גיאוסינכרוני הוא כל מסלול עם תקופה השווה לתקופת סיבוב כדור הארץ.

עם זאת, דרישה זו אינה מספיקה כדי להבטיח מיקום קבוע ביחס לכדור הארץ. בעוד שכל המסלולים הגיאוסטציוניים חייבים להיות גיאוסטציונרים, לא כל המסלולים הגיאוסטציונריים הם גיאוסטציונריים. למרבה הצער, מונחים אלה משמשים לעתים קרובות לסירוגין.

רוב הזמן, אנו חושבים על סיבוב כדור הארץ כפי שנמדד ביחס למיקום הממוצע של השמש. עם זאת, מכיוון שהשמש נעה ביחס לכוכבים (החלל האינרציאלי) עקב מסלול כדור הארץ, יום השמש הממוצע אינו תקופת סיבוב מכרעת .

לוויין גיאוסינכרוני מקיף את כדור הארץ באותו פרק זמן שלוקח לכדור הארץ להסתובב פעם אחת בחלל אינרציאלי (או קבוע). תקופה זו ידועה כיום צדדי והיא שווה ערך ל-23:56:04 זמן שמש ממוצע. בהיעדר כל השפעה אחרת, בכל פעם שלווין עם תקופה זו חוזר לנקודה מסוימת במסלולו, כדור הארץ ימקם את עצמו באותו אופן בחלל האינרציאלי.

אני מקווה שעם המידע הזה תוכל ללמוד יותר על הלוויין הגיאוסטציונרי ומאפייניו.