Суперсинхронная орбита — это либо орбита с периодом, большим, чем у синхронной орбиты , либо просто орбита, большая ось которой больше, чем у синхронной орбиты. Синхронная орбита имеет период, равный периоду вращения тела, содержащего барицентр орбиты .
Одним из особых суперсинхронных орбитальных режимов, имеющих важное экономическое значение для земной торговли, является полоса почти круговых геоцентрических орбит за пределами геосинхронного пояса — с высотой перигея более 36 100 километров (22 400 миль), примерно на 300 километров (190 миль) выше синхронной высоты [1], — называемая поясом геокладбища . [2]
Орбитальный режим пояса геокладбища ценен как место хранения и утилизации заброшенного космического мусора после того, как их полезный экономический срок службы в качестве геосинхронных спутников связи завершится . [2] Искусственные спутники остаются в космосе, потому что экономическая стоимость удаления мусора будет высокой, а текущая государственная политика не требует и не стимулирует быстрого удаления стороной, которая первой поместила мусор в космическое пространство и тем самым создала отрицательный внешний эффект для других — перекладывание расходов на них. Одним из предложений государственной политики по борьбе с растущим космическим мусором является политика лицензирования запусков «один вверх/один вниз» для околоземных орбит. Операторам ракет-носителей придется оплачивать стоимость снижения воздействия мусора. Им необходимо будет встроить возможности в свои ракеты-носители — роботизированный захват, навигацию, продление продолжительности миссии и существенное дополнительное топливо — чтобы иметь возможность сближаться, захватывать и спускать с орбиты существующий заброшенный спутник примерно с той же орбитальной плоскости. [3]
Дополнительное распространенное использование суперсинхронных орбит — это траектория запуска и перехода новых спутников связи , предназначенных для геостационарных орбит . При таком подходе ракета-носитель помещает спутник на суперсинхронную эллиптическую переходную орбиту , [4] орбиту с несколько большим апогеем , чем более типичная геостационарная переходная орбита (GTO), обычно используемая для спутников связи. Такая орбита используется, потому что небольшое изменение наклона на более низкой высоте требует гораздо больше энергии, чем такое же изменение на более высокой высоте. Таким образом, иногда оптимально использовать двигательную установку космического корабля для изменения наклона на более высоком, чем желаемый, а затем понизить апогей до желаемой высоты, что приводит к меньшему общему расходу топлива толчковым двигателем спутника . [5]
Эта техника использовалась, например, при запуске и выводе на переходную орбиту первых двух запусков SpaceX Falcon 9 v1.1 GTO в декабре 2013 года и январе 2014 года, SES-8 [4] и Thaicom 6 (90 000 километров (56 000 миль) - апогей ), [5] соответственно. В обоих случаях владелец спутника использует встроенную в спутник двигательную установку для уменьшения апогея и приведения орбиты к геостационарной орбите . Это также было обычной практикой ULA, включая группировку спутников связи WGS. Эта техника также использовалась при запуске SES-14 и Al Yah 3 во время полета Ariane 5 VA241 . Однако из-за ошибки экипажа запуска, приведшей к аномалии и отклонению траектории, спутники не были выведены на предполагаемую орбиту, что привело к изменению графика их маневрирования. [6]
Большинство естественных спутников в Солнечной системе находятся на суперсинхронных орбитах. Луна находится на суперсинхронной орбите Земли , вращаясь медленнее, чем 24-часовой период вращения Земли. Внутренняя из двух марсианских лун, Фобос , находится на субсинхронной орбите Марса с орбитальным периодом всего 0,32 дня. [7] Внешняя луна Деймос находится на суперсинхронной орбите вокруг Марса . [7]
Миссия Mars Orbiter , в настоящее время вращающаяся вокруг Марса, размещена на высокоэллиптической суперсинхронной орбите вокруг Марса с периодом 76,7 часов и запланированным перицентром 365 км (227 миль) и апоцентром 70 000 км (43 000 миль). [8]