Loading AI tools
Из Википедии, свободной энциклопедии
Высокая эллиптическая орбита (также Высокоэллиптическая орбита, ВЭО) — это тип эллиптической орбиты, у которой высота в апогее во много раз превышает высоту в перигее[1].
По законам Кеплера спутники, использующие высокие эллиптические орбиты, двигаются с очень высокой скоростью в перигее, а затем сильно замедляются в апогее. Когда космический аппарат (КА) находится вблизи апогея, у наземного наблюдателя создаётся впечатление, что спутник почти не двигается в течение нескольких часов, то есть его орбита становится квази-геостационарной. В течение 3,5 часов сигнал с него можно принимать на антенну диаметром 0,6 м без использования поворотного устройства. С другой стороны, точка квазигеостационара может быть расположена над любой точкой земного шара, а не только над экватором, как у геостационарных спутников. Это свойство используется в северных и южных широтах, сильно удалённых от экватора (выше 76—78° с.ш./ю.ш.), где угол места геостационарных спутников может быть очень низким, или даже отрицательным[нет в источнике][2]. В этих зонах приём с геостационарного спутника сильно затруднён или вовсе невозможен, и спутники на высокоэллиптических орбитах являются единственной возможностью обеспечить обслуживание. Углы мест у высокоэллиптических спутников превышают 40° на краях зоны обслуживания и достигают 90° в её центре.
ВЭО могут иметь любое наклонение, но часто имеют наклонение близкое к для обнуления возмущения вызванного неправильной формой Земли, похожей на сплюснутый эллипсоид. При использовании такого наклонения орбита стабилизируется.
У эллиптических орбит аргумент перигея, находящийся между 180° и 360°, означает, что апогей находится над Северным полушарием. Напротив, аргумент перигея между 0° и 180° означает, что апогей находится над Южным полушарием. Апогей орбиты с аргументом перигея 0° или 180° будет находиться точно над экватором, что с практической точки зрения не имеет смысла, поскольку в этом случае дешевле и проще использовать КА на геостационарной орбите (понадобится всего лишь один спутник вместо трёх).
Спутники на ВЭО обладают следующими достоинствами:
В то же время, в настоящее время у систем на высокоэллиптических орбитах больше недостатков чем достоинств. К недостаткам относятся:
Существует несколько известных систем, которые используют высокоэллиптические орбиты.
| Примеры высокоэллиптических орбит | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Системы использующие ВЭО | Название орбиты | Предназначение | Аргумент широты перигея | Наклонение | Период обращения КА | Высота в перигее | Высота в апогее. | |||
| «Молния-1Т», «-3», «-3К», «Меридиан» | Молния | Спутниковая связь | 280° | 62.8° | 11 часов 57 мин. 45 сек. | около 500 км | около 40 000 км | |||
| «Sirius XM Radio»[4] | Тундра | Спутниковое радио | 269° | 62,1538° | 23 часа 56 мин. 04 сек. | 24 475 км | 47 093 км | |||
| Интеграл[4][5][6] | Космическая обсерватория | 300° | 51,6° (в начале миссии) | 4309,6 мин. | 9743,2 км | 152 963,8 км | ||||
| Кластер[4] | Научный КА | 101,5° | 3427,6 мин. | 8585,9 км | 129 281,5 км | |||||
| Орбитальная Геофизическая обсерватория | Космическая обсерватория | 101,5° | 3839 мин. | около 300 км | около 150 000 км | |||||
| Advanced Composition Explorer | Научный КА | 28,7° | 1398 часов (58,25 дня) | 145 700 000 км | 150 550 000 км | |||||
| Quazi-Zenith Satellite System | Тундра | Спутниковая система дифференциальной коррекции сигнала GPS | 270° | 40° | 23 часа 56 мин. 04 сек. | около 32 000 км | около 40 000 км | |||
| ГЛОНАСС-В | Тундра | Спутниковая система дифференциальной коррекции | 64,8° | 23 часа 56 мин. 04 сек. | ||||||
Орбита «Молния» названа в честь серии советских и российских спутников связи двойного назначения «Молния», впервые использовавших в своей работе этот вид орбиты. Её параметры:
Полная группировка КА «Молния» состояла из восьми аппаратов на высокоэллиптических орбитах с апогеем в Северном полушарии, время обращения которых равнялось половине звёздных суток (то есть, чуть меньше 12 часов). КА были разделены на четыре пары, в каждой из которых спутники двигались вдоль одной наземной трассы с интервалом в 6 часов друг за другом. Трассы пар были смещены друг относительно друга на 90° по долготе, то есть восемь спутников обеспечивали покрытие во всём мире. Апогеи суточных витков КА первой группы находились над территорией Центральной Сибири и над Северной Америкой, а у КА второй группы — над Западной Европой и Тихим океаном.
Спутники должны были обеспечивать проведение сеансов связи суммарной длительностью до 13 часов в сутки и до 7,5 часов на одном витке[7].
В данный момент[когда?] группировка спутников «Молния-1Т» и «Молния-3» заменяется на группировку КА «Меридиан».
Орбита «Тундра» концептуально схожа с орбитой «Молния», но является геосинхронной: вместо 12 часов спутники делают полный виток за одни звёздные сутки (23 часа 56 мин.). Апогей этой орбиты обычно лежит значительно выше, чем у Молнии, в районе 46 000-52 000 км. В теории это может показаться лучше, так как эффективность использования спутников на орбите «Тундра» значительно повышается: они могут обслуживать выбранную территорию более 12 часов на каждом витке, а для организации круглосуточной связи достаточно двух аппаратов. Однако мощность передатчиков на таком КА должна быть значительно выше, так как он находится значительно дальше от Земли.
В данный момент[когда?] такая орбита используется компанией «Sirius XM Radio», которая эксплуатирует на этой орбите систему «Sirius XM» состоящую из трёх КА, а также японской навигационной системой QZSS.
Спутники связи на высокоэллиптических орбитах:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
