Tillykke: måske er du en ny rumfarende nation, der ønsker at placere en skinnende ny nyttelast rundt om jorden. Du har samlet den tekniske know-how og forsøgt at bryde de surly obligationer og deltage i en eksklusiv klub, der hidtil kun indeholder 14 nationer, der er i stand til oprindelig rumfart. Nu til det store spørgsmål: hvilken bane skal du vælge?
Velkommen til den vidunderlige verden af omkretsmekanik. Visst skal satellitter i kredsløb følge Newtons bevægelseslove, da de altid 'falder' rundt om jorden uden at ramme den. Men det vil koste dig i forbrug af brændstof og teknisk kompleksitet at opnå forskellige typer kredsløb. Forskellige typer kredsløb kan imidlertid bruges til at nå forskellige mål.
Den første kunstige måne, der blev placeret i en lav-jord bane, var Sputnik 1, der blev lanceret den 4. oktoberth, 1957. Men allerede inden rumalderens begyndelse opdagede visionærer som futurist og science fiction-forfatter Arthur C. Clarke værdien af at placere en satellit i en geosynkron bane omkring 35.786 kilometer over jordoverfladen. At placere en satellit i en sådan bane holder den i 'låsesteg' med Jorden roterende under den en gang hver 24 timer.
Her er nogle af de mere almindelige baner målrettet mod moderne satellitter og deres anvendelse:
Lavjord-bane (LEO): At placere en satellit 700 km over jordoverfladen, der bevæger sig 27.500 km i timen, får den til at kredse rundt om Jorden en gang hvert 90 minut. Den internationale rumstation er i en sådan bane. Satellitter i LEO er også udsat for atmosfærisk træk og skal styrkes periodisk. Start fra jordens ækvator giver dig et første gratis maksimalt 1.670 km / time boost i kredsløb mod øst. I øvrigt er ISS's høje 52 graders hældningsbane et kompromis, der sikrer, at det kan nås fra forskellige lanceringssteder over hele verden.
Lav jordbane bliver også overfyldt med rumskrot, og hændelser som den vellykkede anti-satellit missiltest i 2007 fra Kina og 2009-kollisionen af Iridium 33 og den nedlagte Kosmos-2251-satellit brusede begge ned på jordens bane med tusinder af ekstra stykker af affald og hjalp ikke situationen meget. Der har været opfordringer til at gøre reentry-teknologi standard på fremtidige satellitter, og dette vil blive vigtigst med fremkomsten af flokke af nano og CubeSats i LEO.
Sol-synkron orbit: Dette er en stærkt tilbøjelig tilbagegående bane, der sikrer, at lysvinklen på jorden nedenfor er konsistent ved flere passager. Selvom det kræver en vis mængde energi at nå en sol-synkron bane - plus en kompleks indsættelsesmanøvre kendt som et 'hundeben' - er denne type bane ønskelig for jordobservationsmissioner. Det er også en favorit for spionsatellitter, og du vil bemærke, at mange nationer, der sigter mod at oprette deres første satellitter, vil bruge det erklærede mål om 'Jordobservation' til at feltfionere deres egne satellitter.
Molyina-bane: En meget skråt elliptisk bane designet af russerne, en Molyina-bane tager 12 timer at gennemføre, hvor satellitten placeres over en halvkugle i 2 / 3rds af sin bane og returnerer den tilbage over det samme geografiske punkt en gang hver 24 timer.
En halvsynkron bane: En 12-timers elliptisk bane, der ligner en Molyina-bane, en semiesynkron bane foretages af Global Positioning Satellites.
Geosynkron bane: Det førnævnte punkt 35.786 km over jordoverfladen, hvor en satellit forbliver fast over en bestemt længdegrad.
Geostationær bane: Placer en GEO-satellit i en bane med en nulgrads bane, og den betragtes som Geostationary. Nogle gange også kaldet en Clarke-bane, er dette sted ekstremt stabilt, og satellitter, der er anbragt der, kan forblive i kredsløb i millioner af år.
I 2012 blev EchoStar XVI-satellitten lanceret på vej mod GEO med tidskapselskiven De sidste billeder netop af den grund. Det er meget muligt, at millioner af år fra nu af er GEO sats muligvis de primære artefakter, der er tilbage fra den tidlige 20. / 21. århundrede civilisation.
Lagrange-punkt kredsløb: Matematikeren Joseph-Louis Lagrange fra det 18. århundrede gjorde opmærksom på, at der findes flere stabile punkter i et hvilket som helst tre-kropssystem. Når de kaldes Lagrange-punkter, fungerer disse lokaliteter som store stabile positioner til placering af observatorier. Solar Heliospheric Observatory (SOHO) sidder ved L1-punktet for at give det en kontinuerlig udsigt over solen; James Webb-rumteleskopet er i 2018 bundet til L2-punktet ud over Månen. For at forblive på stationen i nærheden af et LaGrange-punkt, skal en satellit gå ind i en Lissajous- eller Halo-bane omkring det imaginære Lagrange-punkt i rummet.
Alle disse baner har fordele og ulemper. F.eks. Er atmosfærisk træk ikke et problem i geosynkron bane, skønt det kræver flere forstærkninger og overførsel af banebaner for at nå. Og som med enhver plan tilføjer kompleksitet også flere chancer for, at ting mislykkes, strandet en satellit i den forkerte bane. Ruslands Phobos-Grunt-mission led netop sådan en skæbne efter lanceringen i 2011, da dens Fregat-øverste fase ikke fungerede korrekt og strandede det interplanetære rumfartøj i Jordens bane. Phobos-Grunt styrtede tilbage til Jorden over det sydlige Stillehav den 15. januarth, 2012.
Rummet er en hård forretning, og det er bydende nødvendigt at placere ting i den rigtige bane!
-Søger du at jage efter satellitter fra din baghave? En god online ressource til at starte med i Heavens-Above.
