劇場の座席が許すようにビューを異なって見るために、衛星の異なった軌道はそれぞれ独自の目的を持った遠近法を与えます。表面上のある点にぶら下がっているように見えるものもあれば、地球の片側を常に見渡せるものもあれば、地球を一周して1日に多くの場所を掃引するものもあります。
衛星はどの高度で飛行しますか？地球近傍天体には、高、中、低の3種類があります。地上から最も離れた高地には、原則として、多くの天候といくつかの通信衛星があります。中軌道で回転する衛星には、特定の地域を監視するために設計されたナビゲーションや特別な衛星が含まれます。 NASAの地球観測システム艦隊を含むほとんどの科学宇宙船は低軌道にあります。
衛星が飛ぶ高さは彼らの動きの速度。地球に近づくにつれ、重力が強くなり、動きが加速します。たとえば、NASAのAqua衛星は、高度約705 kmで惑星を飛行するのに約99分かかりますが、地表から35,786kmにある気象装置は23時間56分4秒かかります。地球の中心から384,403kmの距離で、月は28日で1回転を完了します。
衛星の高度を変更すると、衛星も変更されます軌道速度。ここにはパラドックスがあります。衛星オペレーターが速度を上げたい場合、単にエンジンを始動して加速することはできません。これにより、軌道（および高度）が増加し、速度が低下します。代わりに、エンジンは衛星の移動方向とは反対の方向に始動する必要があります。つまり、地球上を移動する車両の速度を低下させるアクションを実行する必要があります。そうすることでそれを低くし、速度を上げます。
高度に加えて、衛星の経路偏心と傾斜が特徴です。 1つ目は、軌道の形状に関するものです。離心率の低い衛星は、円形に近い軌道に沿って移動します。離心率は楕円軌道です。宇宙船から地球までの距離は、その位置によって異なります。
傾斜角は、軌道の角度です。赤道。赤道上を直接周回する衛星の傾きはゼロです。宇宙船が北極と南極（磁気ではなく地理的）を通過すると、90°傾斜します。
高さ、離心率、傾斜角が一緒になって、衛星の動きと、地球がその視点からどのように見えるかを決定します。
衛星が中心から正確に42164kmに到達したとき地球（地表から約36000 km）は、その軌道が私たちの惑星の自転に対応するゾーンに入ります。宇宙船は地球と同じ速度、つまり公転周期が24時間であるため、南北にドリフトすることはできますが、1つの経度より上にとどまっているように見えます。この特別な高軌道は静止軌道と呼ばれます。
衛星は赤道の真上を円軌道で移動し（離心率と傾斜はゼロ）、地球に対して静止しています。それは常にその表面の同じ点の上にあります。
静止軌道は非常に価値がありますその上の衛星は表面の同じ領域の一定の概要を提供するので、天気を監視します。 GOESなどの気象機器は、数分ごとに雲、水蒸気、風に関する情報を提供します。この絶え間ない情報の流れは、天気を監視および予測するための基礎として機能します。
さらに、静止車両は通信（電話、テレビ、ラジオ）に役立ちます。 GOES衛星は、遭難している船や航空機の位置を特定するために使用される捜索および救助ビーコンを提供します。
最後に、地球の高度に軌道を回る衛星の多くは、太陽活動を監視し、磁場と放射レベルを追跡します。
求心力Fが衛星に作用しますc=（M1v2）/ Rと重力Fトン=（GM1M2）/ R2..。これらの力は同じであるため、右側を均等化し、質量Mだけ減らすことができます。1..。その結果、等式vが得られます。2=（GM2）/ R。したがって、移動速度v =（（GM2）/ R）1/2
静止軌道は2πrの円であるため、軌道速度はv =2πR/ Tです。
したがって、R3= T2GM /（4π2）。
T = 8.64x10なので4s、G = 6.673x10-11 N m2/ kg2、M = 5.98x1024 kg、次にR = 4.23x107 m。Rから地球の半径を引くと、6.38x10になります。6 m、衛星が表面の1点をどの高さで飛行するかを知ることができます-3.59x107 m。
他の注目すべき軌道はポイントです地球の重力が太陽の重力によって相殺されるラグランジュ。そこにあるすべてのものは、これらの天体に等しく引き付けられ、星の周りの私たちの惑星とともに回転します。
太陽-地球システムの5つのラグランジュ点のうちL4とL5と呼ばれる最後の2つだけが安定しています。残りの部分では、コンパニオンは急な丘の上でバランスをとるボールのようなものです。わずかな外乱があればそれを押し出します。バランスの取れた状態を維持するために、ここの宇宙船は絶え間ない調整を必要とします。最後の2つのラグランジュ点では、衛星はボールの中のボールのようなものです。強い憤慨の後でも、衛星は戻ってきます。
L1は地球と太陽の間に位置し、その中の衛星は、私たちの星を常に見ています。 NASAと欧州宇宙機関の衛星であるSOHO太陽天文台は、私たちの惑星から150万km離れたラグランジュの最初の地点から太陽を監視しています。
L2は地球から同じ距離にありますが、彼女の後ろにいます。この場所にある衛星は、太陽の光と熱から身を守るために1つの熱シールドしか必要としません。これは、マイクロ波放射の背景を観察することによって宇宙の性質を研究するために使用される宇宙望遠鏡に適した場所です。
3番目のラグランジュ点は地球の反対側にあります太陽の反対側にあるので、星は常に太陽と私たちの惑星の間にあります。この位置にある衛星は地球と通信できなくなります。
4番目と5番目のラグランジュ点は、地球の前後60°の惑星の軌道軌道で非常に安定しています。
地球に近づくほど、衛星はより速く移動します。準同期軌道と「雷」の2つの平均的な地球に近い軌道があります。
衛星はどの高度で飛行しますか準同期軌道？ほぼ円形（離心率が低い）で、地球の中心から26,560 km（地表から約20,200 km）離れています。この高さの衛星は12時間で一回転し、移動すると地球が自転します。 24時間で、赤道上の2つの同じポイントを通過します。この軌道は一貫しており、非常に予測可能です。 GPS全地球測位システムで使用されます。
軌道「稲妻」（傾斜63.4°）を使用高緯度での観測に。静止衛星は赤道に固定されているため、遠くの北部や南部の地域には適していません。この軌道は非常に奇行的です。宇宙船は細長い楕円で移動し、地球は一方の端の近くにあります。衛星は重力によって加速されるので、私たちの惑星に近づくと非常に速く動きます。離れると速度が遅くなるため、地球から最も遠い端の軌道の最上部で、4万kmに達する距離に多くの時間を費やします。公転周期は12時間ですが、衛星はこの時間の約3分の2を1つの半球に費やしています。準同期軌道のように、衛星は24時間ごとに同じ経路をたどり、極北または南の通信に使用されます。
ほとんどの科学衛星、多く気象ステーションと宇宙ステーションは、ほぼ円形の低軌道にあります。彼らの傾きは彼らが監視しているものに依存します。 TRMMは熱帯降雨を監視するために打ち上げられたため、赤道近くにとどまりながら比較的低い傾斜（35°）を持っています。
NASAの観測衛星の多くはほぼ極の高度に傾斜した軌道。宇宙船は99分の周期で極から極へ地球の周りを動きます。半分の時間は私たちの惑星の昼側を通過し、極では夜側に通過します。
衛星が動くと、地球はその下で回転します。宇宙船が照らされた領域に入る時までに、それはその最後の軌道のゾーンに隣接する領域の上にあります。 24時間の間に、極衛星は地球の大部分を2回カバーします。1回は日中、もう1回は夜です。
静止衛星がしなければならないのと同じように赤道より上にあるため、1点より上に留まることができ、極軌道には同時に留まることができます。それらの軌道は太陽同期です-宇宙船が赤道を横切るとき、ローカル太陽時は常に同じです。たとえば、テラ衛星は常に午前10時30分にブラジル上空を通過します。エクアドルまたはコロンビアを99分通過した後の次の交差点も、現地時間の10:30に行われます。
太陽同期軌道は科学にとって不可欠であり、季節によって異なりますが、地表への太陽光の入射角を維持できるためです。この一貫性は、科学者が変化の錯覚を引き起こす可能性のある照明の大きすぎるジャンプを心配することなく、数年にわたって同じ時期に私たちの惑星の画像を比較できることを意味します。太陽同期軌道がなければ、それらを経時的に追跡し、気候変動を研究するために必要な情報を収集することは困難です。
ここでは衛星の進路は非常に限られています。高度100kmの場合、軌道傾斜角は96°になります。いかなる逸脱も容認できません。大気の抗力と太陽と月の引力が航空機の軌道を変えるので、定期的に調整する必要があります。
衛星を打ち上げるにはエネルギーが必要です。これは、発射場所の場所、その動きの将来の軌道の高さと傾斜に依存します。遠方の軌道に到達するには、より多くのエネルギーが必要です。傾斜が大きい衛星（たとえば、極地の衛星）は、赤道上を周回する衛星よりもエネルギーを大量に消費します。傾斜の少ない軌道への打ち上げは、地球の自転によって支援されます。国際宇宙ステーションは51.6397°の角度で動いています。これは、スペースシャトルやロシアのロケットが到達しやすくするために必要です。 ISSの高度-337-430km一方、極地の衛星は地球の衝動からの助けを受けないので、同じ距離を登るにはより多くのエネルギーが必要です。
衛星を打ち上げた後、添付する必要がありますそれを特定の軌道に保つための努力。地球は完全な球体ではないため、場所によっては重力が強くなります。この不均一性は、太陽、月、木星（太陽系で最も巨大な惑星）の引力とともに、軌道傾斜角を変化させます。その寿命を通して、GOES衛星は3〜4回修正されています。 NASA LEOは、毎年傾斜を調整する必要があります。
さらに、地球に近い衛星は影響を受けますインパクトのある雰囲気。最上層は十分に薄いですが、地球に近づけるのに十分な強さの抵抗を提供します。重力の作用により、衛星は加速します。時間が経つにつれて、それらは燃え尽きて、より低くそしてより速く大気中に渦巻くか、または地球に落ちます。
太陽が太陽のとき、大気の抗力はより強くなります積極的に。熱気球の空気が熱くなると膨張して上昇するのと同じように、太陽が余分なエネルギーを与えると大気が上昇して膨張します。大気の薄い層が上昇し、密度の高い層が代わりになります。したがって、地球の軌道にある衛星は、大気の抗力を補うために、年に約4回位置を変える必要があります。太陽活動が最大になると、装置の位置は2〜3週間ごとに修正する必要があります。
軌道の変更を強制する3番目の理由はスペースデブリ。通信衛星の1つであるイリジウムが機能していないロシアの宇宙船と衝突しました。彼らは粉々になり、2,500個以上の破片の雲を形成しました。各要素がデータベースに追加されました。データベースには、現在18,000を超える人工オブジェクトが含まれています。
スペースデブリはすでに数回軌道を変更しなければならなかったので、NASAは衛星の進路にあるかもしれないすべてを注意深く監視します。
ミッションコントロールセンターのエンジニアが追跡移動を妨げる可能性のあるスペースデブリと衛星の位置。必要に応じて回避策を慎重に計画します。同じチームが、衛星の傾きと高度を調整するための操作を計画および実行します。
