Geosynchron Ëmlafbunn

Vu Wikipedia
Op d'Navigatioun wiesselen Op d'Siche wiesselen
Geostationär Ëmlafbunn (moosstafgetrei)
IGSO-Bunne mat 30° an 63,4° Bunnschréiegt
QZSS-Satellittespur iwwer Japan an Australien
Ausliichtungszon vun engem geostationäre Satellit

Eng geosynchron Ëmlafbunn ass e Satellittenorbit, bei deem d'Ëmlafzäit ëm d'Äerd exakt der Rotatiounsdauer vun der Äerd entsprécht (sidereschen Dag), de Satellit beweegt sech also synchron mat der Äerd. Am spezielle Fall vun der geostationärer Ëmlafbunn steet e Satellit dobäi fir en Observateur op der Äerduewerfläch ëmmer um selwechte Punkt um Himmel.

Well d'Gravitatiounsfeld vun der Äerd net rotatiounssymmetresch ass, fale Bunnstéierungen bei geosynchronen Ëmlafbunnen besonnesch op. Do positionéiert Satellitte brauchen Dreifstoff, fir dat ze korrigéieren. Dofir hu si nëmmen eng begrenzt Liewensdauer.

Asazzwecker vu geostationäre Satellitte leien haaptsächlech am Beräich vun der Kommunikatioun, awer och Wiedersatellitten benotzen d'Virdeeler vun deem Orbit.

Orbitklassen[änneren | Quelltext änneren]

Geosynchron Ëmlafbunnen hunn en Inklinatiounswénkel vun 0° (geostationär) iwwer 90° (Polarbunn) bis 180° (retrograd, d. h. Géigeleefegkeet zu der Äerddréiung).

Schréi Ëmlafbunn[änneren | Quelltext änneren]

Ass d'Inklinatioun vun 0° ongläich, sou heescht d'Ëmlafbun schréie geosynchronen Orbit, englesch inclined geosynchronous orbit (IGSO).

Jee no Bunnschréiegt respektiv Inklinatiounswénkel ënnerscheet een:

  • Ëmlafbunne mat klenger Bunnschréiegt ginn ënner dem Numm Inclined Orbit vu virmolege geostationäre Nochriichtesatellitten benotzt, fir hir Liewensdauer bei bal fäerdege Dreifstoffreserven ze verlängeren. Weil hir Positioun um Himmel dann awer flattert, sinn esou Satellitten nëmme nach mat professionellen Antennen mat Antennennoféierung z'empfänken.
  • D'Quasi-Zenit-Satellitte-System (QZSS) bezeechent e System aus véier Satellitten, dat fir d'Verbesserung vun de Satellittenavigatiounssystemer a Japan benotzt gëtt. Dobäi stinn d'Satellitten op enger ëm 45° gebéiter Bunn mat enger Exzentrizitéit vun 0,09 an engem Perigeumwénkel (Argument vum Perigeum) vun 270° all Kéier aacht Stonnn laang bal senkrecht iwwer der Insel.
  • Héichelliptesch Orbits mat grousser Inklinatioun heeschen och Tundra-Orbits.

Geostationär Ëmlafbunn[änneren | Quelltext änneren]

D'Ausnam vun enger kreeisfërmeger Ëmlafbunn mat Dréirichtung Osten und enger Bunnschréiegt vu 0° heescht geostationär. D'Bunnvitess ass dobäi ëmmer 3,075 Kilometer pro Sekonn (km/s) (= 11.070 km/h), an de Bunnradius ass 42.157 km. Dat entsprécht enger Distanz vun ongeféier 35.786 km zu der Äerduewerfläch.

Vun der Äerd aus gesinn schéngt e geostationäre Satellit um Himmel op der Plaz ze stoen (hien ass "stationär"), well hie sech mat derselwechter Wénkelvitess beweegt wéi den Observeur op der Äerd. Dofir gëtt dës Ëmlafbunn dacks fir Televisioun- a Kommunikatiounssatellitten benotzt. D'Antennen op dem Buedem kënne fest op ee bestëmmte Punkt ausgeriichtet ginn, a jiddwer Satellit deckt ëmmer dat selwecht Gebitt op der Äerd of. D'Satellitten fokusséieren an der Regel hir Antennen op eenzel Regiounen (Ausliichtungszonen), soudatt een Empfang vun de Signaler gewéinlech nëmmen an den ausgestraalte Beräicher méiglech ass.

Formelen[änneren | Quelltext änneren]

Fir e Kierper mat der Mass mat der Wénkelvitess op enger Kreesbunn mam Radius ze halen, ass eng Zentripetalkraaft vun der Stäerkt

erfuederlech. Op enger Kreesbunn ëm ee Planéit ass d'Schwéierkraaft ziimlech déi eenzeg wirkende Kraft. Op der Distanz – vum Planéitmëttelpunkt ausgoend – kann si mat der Formel

berechent ginn. Dobäi bezeechent d'Gravitatiounskonstant an d'Mass vum Planéit.

Well d'Schwéierkraaft also diéi eenzeg Kraaft ass, déi de Kierper op der Kreesbunn hält, muss hire Wäert der Zentripetalkraaft entspriechen. Es gilt also:

Et ergëtt sech duerch Asetzen:

Opléisen no ergëtt:

D'Kreesfrequenz ergëtt sech aus der Ëmlafdauer als:

Asetzen an d'Formel fir ergëtt:

Dës Formel bestëmmt elo de Radius vun der geostationärer Ëmlafbunn vun engem Masseschwéierpunkt vum Mëttelpunkt ausgoend vum observéierte Planéit.

Fir d'Distanz vun der Bunn vun der Planéitenuewerfläche – also beispillsweis d'Héicht vun engem geostationäre Satellit iwwer der Äerduewerfläch – ze kréien, muss deem säi Radius vum Resultat subtrahéiert ginn. Soumat hu mer:

woubäi de Radius vum Planéit bezeechent.

Wann de Planéit en Trabant (z. B. Mound) mat bekannte Bunndaten huet, léisst sech alternativ och dat Drëtt Gesetz vum Kepler

op Trabant a geostationär Satelliten benotzen.

Um Beispill vun engem irdesche Satellit kënnen d'Bunndaten vum Äerdmound erugezunn ginn (Ëmlafdauer TMound ≈ 655 h, grouss Hallefachs vun der Moundëmlafbunn rMound ≈ 384000 km, TSat = 23 h 56 min). Opgeléist nom Bunnradius vum geostationäre Satellit, deen wéinst der Kreesbunn gläich dem Bunnradius ass, ergëtt sech domat:

D'Héicht iwwer der Uewerfläch vum Planéit, hei der Äerd, erhält een nees duerch Subtraktioun vum Planéiteradius.

Geschicht[änneren | Quelltext änneren]

Ëmlafvitess an Ofhängegkeet vun der Bunnhéicht

D'Iddi vun engem geostationäre Satellit gouf am Ufank vum Herman Potočnik a sengem 1928 geschriwwenem Buch Das Problem der Befahrung des Weltraums – der Raketenmotor publizéiert.

Am Joer 1945 huet de Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke virgeschloen, Satellitten op enger geostationärer Ëmlafbunn ze positionéieren. Mat dräi Satellitten, jee ëm 120° versat, wier eng weltwäit Radiokommunikatioun méiglech. Hien hat ugeholl, datt Satellitten do während den nächste 25 Joer positionéiert kënne ginn. Mat Syncom 2 am Joer 1963 an der geosynchroner an Syncom 3 am Joer 1964 an der geostationärer Ëmlafbunn gouf seng Iddi, no ronn 19 Joer, däitlech verwierklecht.

D'Bild riets weist den Diagramm, an deem de Clarke seng Iwwerleeungen an der Zäitschrëft Wireless World fir d'éischte Kéier dem Publik virgestallt hat.[1]

Kuckt och[änneren | Quelltext änneren]

Saturn 01.svg Portal Astronomie

Um Spaweck[änneren | Quelltext änneren]

Referenzen[Quelltext änneren]

  1. The 1945 Proposal by Arthur C. Clarke for Geostationary Satellite Communications