Полярная орбита — это орбита, на которой спутник проходит над или почти над обоими полюсами тела, на котором вращается (обычно это планета, такая как Земля , но, возможно, и другое тело, такое как Луна или Солнце ) при каждом обороте. Имеет наклон около 60–90 градусов к экватору тела . [1]
Для запуска спутников на полярную орбиту требуется более крупная ракета-носитель для запуска заданной полезной нагрузки на заданную высоту, чем для запуска на околоэкваториальную орбиту на той же высоте, поскольку она не может использовать преимущества скорости вращения Земли . В зависимости от местоположения стартовой площадки и наклонения полярной орбиты ракета-носитель может потерять до 460 м/с Дельта-v , что примерно 5% от скорости Дельта-v, необходимой для выхода на низкую околоземную орбиту .
Полярные орбиты используются для картографических , разведывательных спутников , а также для некоторых метеорологических спутников . [2] Группировка спутников Iridium использует полярную орбиту для предоставления телекоммуникационных услуг.
Спутники на околополярной орбите обычно выбирают солнечно-синхронную орбиту , где каждый последующий проход по орбите происходит в одно и то же местное время суток. Для некоторых приложений, таких как дистанционное зондирование , важно, чтобы изменения во времени не смешивались с изменениями местного времени. Сохранение одного и того же местного времени на данном проходе требует, чтобы период времени на орбите оставался коротким, что требует низкой орбиты. Однако очень низкие орбиты быстро затухают из-за сопротивления атмосферы. Обычно используемые высоты составляют от 700 до 800 км, что соответствует орбитальному периоду около 100 минут. [3] Половина орбиты со стороны Солнца тогда занимает всего 50 минут, в течение которых местное время суток сильно не меняется.
Чтобы сохранить солнечно-синхронную орбиту, поскольку Земля вращается вокруг Солнца в течение года, орбита должна прецессировать вокруг Земли с той же скоростью (что невозможно, если спутник проходит прямо над полюсом). Из-за экваториальной выпуклости Земли орбита, наклоненная под небольшим углом, подвергается воздействию крутящего момента , который вызывает прецессию . Угол около 8° от полюса обеспечивает желаемую прецессию на 100-минутной орбите. [3]