[科普中國]-同步軌道

簡介

在赤道上空，同步軌道的高度為 35900 公里。

衛(wèi)星軌道理論中的一個概念。即一種接近于和地球自轉(zhuǎn)同步運動的衛(wèi)星軌道，或者說衛(wèi)星繞地球一周的軌道周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同的衛(wèi)星軌道。這種衛(wèi)星的軌道近于圓，半徑約36000km。衛(wèi)星繞地球作軌道運動時，相對于地面幾乎沒有相對運動，好像是靜止地懸于空中，故稱對地靜止衛(wèi)星.洲際通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星以及21世紀計劃發(fā)射的太陽能發(fā)電站等飛行體都是利用這種軌道特性。1

應用歷史第一個提出把地球同步衛(wèi)星用于通信的人是赫爾曼·波托西尼克，他于1928年提出了這個設想（但并沒有廣為人知）。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(xiàn)在大眾文學作品中，但Smith并沒有進行深入的探討。21945年，英國著名科幻作家亞瑟·C·克拉克在無線世界發(fā)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?？死顺姓J，他引入的地球靜止軌道概念和Smith的The Complete Venus Equilateral有聯(lián)系 ?？死说谝粋€闡明了靜止軌道對于廣播和中繼通訊衛(wèi)星的作用。所以，有時候地球靜止軌道也被稱為克拉克軌道3 。相應的，海平面以上大35,786km的地方有一片區(qū)域被稱為克拉克帶，它位于赤道平面內(nèi)，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(zhì)量5.9736×1024 kg

G是萬有引力常數(shù)6.67428 ± 0.00067 × 10-11 m3kg-1s-2

代入以上數(shù)字，得出地球靜止軌道的半徑是42,164公里?？紤]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(tǒng)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、格洛納斯系統(tǒng)、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)、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(wèi)星都必須分布在赤道上空的同一個圓環(huán)上。在運行過程中，為了避免衛(wèi)星受到不良的頻率干擾，需要把靜止軌道衛(wèi)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(wèi)星數(shù)量也是一定的。不同國家為爭得同一靜止軌道位置（如經(jīng)度相同而緯度不同的國家）和頻率資源會發(fā)生矛盾，這樣的矛盾可以通過國際電信聯(lián)盟的軌道分配機制來協(xié)調(diào)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(lǐng)土上空靜止軌道的主權(quán)，但這個宣言從未被國際社會承認2

當它的燃料耗盡時，將不可能保持在之前的軌道位置，衛(wèi)星的服務壽命就結(jié)束了。一般來說，衛(wèi)星的推進劑耗盡時，其轉(zhuǎn)發(fā)器以及星上其他系統(tǒng)還能正常工作。如果停止進行南北位置保持控制，一些衛(wèi)星可以繼續(xù)在傾斜軌道上運行（其星下點以赤道為中心畫“8”字圖案）?；蛘撸梢园研l(wèi)星軌道提升到“墳墓”軌道處理掉。

與地球靜止軌道的關(guān)系地球靜止軌道是地球同步軌道的一個特例。二者的區(qū)別有三：4

1.軌道傾角有區(qū)別，地球同步軌道不一定在赤道面上方。

2.觀察者看到的現(xiàn)象不同，地球同步軌道上的衛(wèi)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(wèi)星是移動的；而地球靜止軌道上的衛(wèi)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(wèi)星的星下點軌跡是一條8字形的封閉曲線。5