stringtranslate.com

Средняя околоземная орбита

Кликабельное изображение, на котором показаны орбиты средней высоты вокруг Земли , [a] от низкой околоземной до самой низкой высокой околоземной орбиты ( геостационарная орбита и ее орбита захоронения , находящаяся на одной девятой орбитального расстояния Луны ), [b] с радиационными поясами Ван Аллена и Землей в масштабе
Масштабная диаграмма низких, средних и высоких околоземных орбит
Пространство средних околоземных орбит (MEO) показано розовым цветом, при этом Земля и расстояние до орбиты Луны указаны в качестве ориентира и масштаба.

Средняя околоземная орбита ( MEO ) — это орбита с центром в Земле и высотой выше низкой околоземной орбиты (LEO) и ниже высокой околоземной орбиты (HEO) — между 2000 и 35 786 км (от 1243 до 22 236 миль) над уровнем моря. [1]

Граница между MEO и LEO — это произвольная высота, выбранная по общепринятому соглашению, тогда как граница между MEO и HEO — это конкретная высота геосинхронной орбиты , на которой спутнику требуется 24 часа, чтобы обернуться вокруг Земли, что равно периоду собственного вращения Земли. Все спутники на MEO имеют орбитальный период менее 24 часов, с минимальным периодом (для круговой орбиты на самой низкой высоте MEO) около 2 часов. [2]

Спутники на орбитах средней околоземной орбиты подвергаются возмущению под действием давления солнечного излучения, которое является доминирующей негравитационной возмущающей силой. [3] Другие возмущающие силы включают: альбедо Земли , тягу навигационной антенны и тепловые эффекты, связанные с тепловым переизлучением.

Регион MEO включает в себя две зоны энергичных заряженных частиц над экватором, известные как радиационные пояса Ван Аллена , которые могут повредить электронные системы спутников без специальной защиты. [4]

Среднюю околоземную орбиту иногда называют средней околоземной орбитой [1] или промежуточной круговой орбитой ( ПКО ). [2]

Приложения

Фотография Земли с расстояния 29 400 километров (18 300 миль), что соответствует более высоким средним орбитам Земли (необрезанное и неповернутое изображение «Голубого мрамора» с Аполлона-17 во время перелета на Луну).

Две средние околоземные орбиты особенно важны. Спутник на полусинхронной орбите на высоте приблизительно 20 200 километров (12 600 миль) имеет орбитальный период 12 часов и проходит над одними и теми же двумя точками на экваторе каждый день. [1] Эта надежно предсказуемая орбита используется созвездием Глобальной системы позиционирования (GPS) . [2] Другие навигационные спутниковые системы используют похожие средние околоземные орбиты, включая ГЛОНАСС (с высотой 19 100 километров, 11 900 миль), [5] Галилео (с высотой 23 222 километра, 14 429 миль) [6] и Бэйдоу (с высотой 21 528 километров, 13 377 миль). [7]

Орбита «Молнии» имеет высокий наклон 63,4° и высокий эксцентриситет 0,722 с периодом 12 часов, поэтому спутник проводит большую часть своей орбиты над выбранной областью в высоких широтах. Эта орбита использовалась (ныне несуществующими) североамериканскими спутниками Sirius Satellite Radio и XM Satellite Radio , а также российскими военными спутниками связи «Молния» , в честь которых она и названа. [1]

Спутники связи на средней околоземной орбите включают созвездия O3b и O3b mPOWER для широкополосной связи с малой задержкой и передачи данных в морские, воздушные и удаленные районы (на высоте 8063 км, 5010 миль). [8]

Спутники связи, охватывающие Северный и Южный полюса, также выведены на среднюю околоземную орбиту. [9]

Telstar 1, экспериментальный спутник связи, запущенный в 1962 году, находился на орбите на средней околоземной орбите. [10]

В мае 2022 года казахстанский оператор мобильной связи Kcell , а также владелец и оператор спутника SES использовали спутниковую группировку SES O3b MEO , чтобы продемонстрировать, что спутники MEO могут использоваться для предоставления высокоскоростного мобильного интернета в отдаленных регионах Казахстана для надежных видеозвонков, конференций и потокового вещания, а также просмотра веб-страниц с задержкой в ​​пять раз ниже, чем на существующей платформе на базе геостационарных спутников. [11] [12]

В сентябре 2023 года оператор спутниковой связи SES объявил о первой спутниковой интернет-услуге, которая будет использовать спутниковые группировки как на средней околоземной орбите, так и на низкой околоземной орбите (LEO) . Услуга SES Cruise mPOWERED + Starlink будет использовать спутники SES O3b mPOWER MEO и систему Starlink LEO компании SpaceX для предоставления пассажирам круизных судов интернета, социальных сетей и видеозвонков со скоростью до 3 Гбит/с на судно в любой точке мира. Впоследствии, в феврале 2024 года, SES объявила, что Virgin Voyages станет первой круизной компанией, которая развернет эту услугу. [13] [14] [15]

Космический мусор

Инфографика, демонстрирующая ситуацию с космическим мусором, простирающуюся от низкой околоземной орбиты через средние околоземные орбиты до самых низких высоких околоземных орбит.

Космический мусор на средней околоземной орбите остается практически постоянно на орбите Земли. Большая часть космического мусора простирается до самых низких высоких околоземных орбит сразу за границей средней околоземной орбиты, где находятся геостационарные спутники и где после окончания их использования они паркуются на похожих орбитах, так называемых орбитах захоронения .

Смотрите также

Пояснительные записки

  1. ^ Орбитальные периоды и скорости рассчитываются с использованием соотношений 4π 2 R 3  =  T 2 GM и V 2 R  =  GM , где R — радиус орбиты в метрах; T — орбитальный период в секундах; V — орбитальная скорость в м/с; G — гравитационная постоянная, приблизительно6,673 × 10−11  Нм2 /кг2 ; M — масса Земли, приблизительно 5,98 × 1024 кг ( 1,318  × 1025 фунтов  ).
  2. ^ Примерно 8,6 раз, когда Луна находится ближе всего (то есть, ⁠363,104 км/42,164 км⁠ ) ​​, в 9,6 раз, когда Луна находится дальше всего (то есть, ⁠405 696 км/42,164 км⁠ )

Ссылки

  1. ^ abcd Каталог орбит спутников Земли. NASA Earth Observatory. 4 сентября 2009 г. Доступ 2 мая 2021 г.
  2. ^ abc "Определения геоцентрических орбит от Goddard Space Flight Center". Руководство по поддержке пользователей: платформы . NASA Goddard Space Flight Center. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 года . Получено 8 июля 2012 года .
  3. ^ Бери, Гжегож; Сосьница, Кшиштоф; Зайдел, Радослав; Стругарек, Дариуш (февраль 2020 г.). «К орбитам Галилея диаметром 1 см: проблемы моделирования возмущающих сил». Журнал геодезии . 94 (2): 16. Бибкод : 2020JGeod..94...16B. дои : 10.1007/s00190-020-01342-2 .
  4. ^ "Popular Orbits 101". Aerospace Security. 26 октября 2020 г. Доступ 2 мая 2021 г.
  5. ^ «Глобальная навигационная система ГЛОНАСС: развитие и использование в 21 веке». 34-е ежегодное совещание по точному времени и временным интервалам (PTTI). 2002. Архивировано из оригинала 29 июня 2011 г. Получено 28 февраля 2019 г.
  6. ^ Спутники Галилео.
  7. ^ Сигнал спутниковой навигационной системы BeiDou в космосе. Китайское управление спутниковой навигации. Декабрь 2013 г. Доступ 2 мая 2021 г.
  8. ^ Спутники O3b
  9. ^ Основы спутниковой связи: преимущества решения. Архивировано 19 ноября 2013 г. в archive.today .
  10. ^ "Medium Earth Orbit". Интернет в небе . Архивировано из оригинала 2017-06-09 . Получено 2007-01-04 .
  11. ^ Kcell, SES demo O3b satellite-supported remote mobile services Comms Update. 26 мая 2022 г. Доступно 30 мая 2022 г.
  12. ^ «Kcell и SES успешно продемонстрировали возможность подключения к сотовой сети в Казахстане» (пресс-релиз). SES. 25 мая 2022 г. Получено 30 мая 2022 г.
  13. ^ SES объединяется со Starlink для предоставления услуг спутниковой связи для круизного сегмента. 13 сентября 2023 г. Доступно 27 февраля 2024 г.
  14. ^ "SES представляет первую интегрированную услугу круизной индустрии MEO-LEO с Starlink" (пресс-релиз). SES. 13 сентября 2023 г. Получено 27 февраля 2024 г.
  15. ^ Virgin Voyages представляет новый улучшенный интернет-пакет с новостями круизной индустрии SES. 26 февраля 2024 г. Доступно 27 февраля 2024 г.