Полярная орбита — это та, на которой спутник проходит над или почти над обоими полюсами тела, вокруг которого он вращается (обычно планеты, такой как Земля , но, возможно, и другого тела, такого как Луна или Солнце ) на каждом обороте. Она имеет наклон около 60–90 градусов к экватору тела . [1]
Запуск спутников на полярную орбиту требует более крупной ракеты-носителя для запуска заданной полезной нагрузки на заданную высоту, чем для околоэкваториальной орбиты на той же высоте, поскольку она не может использовать скорость вращения Земли . В зависимости от местоположения стартовой площадки и наклона полярной орбиты ракета-носитель может потерять до 460 м/с Delta-v , что составляет примерно 5% от Delta-v, необходимой для достижения низкой околоземной орбиты .
Полярные орбиты используются для картографирования Земли , разведывательных спутников , а также для некоторых метеорологических спутников . [2] Спутниковая группировка Iridium использует полярную орбиту для предоставления телекоммуникационных услуг.
Околополярные орбитальные спутники обычно выбирают солнечно-синхронную орбиту , где каждый последующий орбитальный проход происходит в одно и то же местное время суток. Для некоторых приложений, таких как дистанционное зондирование , важно, чтобы изменения с течением времени не накладывались на изменения местного времени. Сохранение того же местного времени на данном проходе требует, чтобы период времени орбиты был коротким, что требует низкой орбиты. Однако очень низкие орбиты быстро разрушаются из-за сопротивления атмосферы. Обычно используемые высоты составляют от 700 до 800 км, что дает орбитальный период около 100 минут. [3] Полуорбита со стороны Солнца тогда занимает всего 50 минут, в течение которых местное время суток не сильно меняется.
Чтобы сохранить солнечно-синхронную орбиту, когда 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 создает желаемую прецессию на 100-минутной орбите. [3]