Geostacionarna orbita

S Vikipedije, slobodne enciklopedije

Dva geostacionarna satelita u istoj orbiti
Pogled od 5° × 6° na deo geostacionarnog pojasa, koji prikazuje nekoliko geostacionarnih satelita. Oni sa nagibom 0° formiraju dijagonalni pojas preko slike; iznad ove linije vidljivo je nekoliko objekata sa malim nagibima ka ekvatoru. Sateliti su precizni, dok su zvezde stvorile zvezdane tragove zbog Zemljine rotacije.

Geostacionarna orbita je specijalni slučaj geosinhrone orbite. To je kružna orbita oko planete Zemlje sa inklinacijom 0° (telo je iznad Zemljinog ekvatora) i pri čemu je period orbite tela jednak sideričkom periodu rotacije planete Zemlje. Telo na ovakvoj orbiti za posmatrača na Zemlji će stalno imati isti položaj na nebu, tj. njegove koordinate u horizontskom koordinatnom sistemu su konstantne.[1]

Velika poluosa geostacionarnih orbita iznosi 42.164 km (napomena da se računa od centra Zemlje). Veliki broj veštačkih satelita, najčešće telekomunikacionih i navigacionih, se nalazi na ovakvoj orbiti.[1] Ovakvu orbitu je prvi predložio Herman Potočnik 1929. godine u svom delu "Der Raketenmotor". Kasnije je Artur Klark, 1945. godine, u svom delu "Extra-Terrestrial Relays" takođe opisao ovu vrstu putanje oko Zemlje. Ponekad se u njegovu čast ova vrsta orbita naziva Klarkova orbita.

Istorija[uredi | uredi izvor]

Sinkom 2, prvi geosinhroni satelit

Herman Potočnik je 1929. opisao geosinhrone orbite u uopštem i posebnom slučaju geostacionarne Zemljine orbite posebno kao korisne orbite za svemirske stanice.[2] Prvo pojavljivanje geostacionarne orbite u popularnoj literaturi bilo je oktobra 1942. godine, u prvoj priči o Veneri Ekvilateral Džordža O. Smita,[3] ali Smit nije ulazio u detalje. Britanski pisac naučne fantastike Artur C. Klark popularizovao je i proširio koncept u radu iz 1945. godine pod naslovom Vanzemaljski releji – Da li mogu raketne stanice da pružaju radio pokrivenost širom sveta?, objavljenom u Wireless World magazinu. Klark je priznao vezu u svom uvodu u Kompletna Venera Ekvilateral.[4][5] Orbita, koju je Klark prvi opisao kao korisnu za radiodifuzne i relejne komunikacione satelite,[5] ponekad se naziva i Klarkova orbita.[6] Slično, kolekcija veštačkih satelita u ovoj orbiti je poznata kao Klarkov pojas.[7]

U tehničkoj terminologiji, orbita se naziva bilo geostacionarna ili geosinhrona ekvatorijalna orbita, sa terminima koji se donekle koriste naizmenično.[8]

Prvi geostacionarni satelit dizajnirao je Harold Rozen dok je radio u Hjuzovoj avionskoj kompaniji 1959. godine. Inspirisan Sputnjikom 1, on je želeo da koristi geostacionarni satelit za globalizaciju komunikacija. Telekomunikacije između SAD i Evrope tada su bile moguće između samo 136 ljudi istovremeno, i oslanjale su se na visokofrekventne radio stanice i podmorski kabl.[9]

U to vreme se smatralo da bi bilo potrebno previše raketne snage da bi se satelit postavio u geostacionarnu orbitu i da neće preživeti dovoljno dugo da opravda troškove,[10] te su rani napori uloženi u konstelacije satelita u niskoj ili srednjoj Zemljinoj orbiti.[11] Prvi od njih su bili pasivni Eho balon sateliti 1960. godine, a zatim Telstar 1 1962. godine.[12] Iako su ovi projekti imali poteškoća sa jačinom signala i praćenjem, što je moglo da se reši preko geostacionarnih satelita, koncept je viđen kao nepraktičan, te je Hjuz često uskraćivao sredstva i podršku.[11][9]

Do 1961. godine, Rozen i njegov tim su proizveli cilindrični prototip prečnika 76 cm (30 in), visine 38 cm (15 in), težine 11,3 kg (25 lb), lagan i dovoljno mali da se postavi u orbitu. On je bio spinski stabilizovan dipolnom antenom koja je proizvodila talasni oblik u obliku palačinke.[13] U avgustu 1961. oni su bili iznajmljeni da počnu izgradnju pravog satelita.[9] Oni su izgubili Sinkom 1 zbog kvara elektronike, ali je Sincom 2 uspešno stavljen u geosinhronu orbitu 1963. Iako je njegova nagnuta orbita i dalje zahtevala pokretne antene, bio je u stanju da prenosi TV prenos i omogućio je američkom predsedniku Džonu F. Kenediju da razgovara telefonom sa Nigerijskim premijerom Abubakar Tafava Balevom sa broda 23. avgusta 1963. godine.[11][14]

Prvi satelit postavljen u geostacionarnu orbitu bio je Sinkom 3, koji je lansiran raketom Delta D 1964. godine.[15] Sa povećanim propusnim opsegom, ovaj satelit je mogao da prenosi uživo prenos letnjih olimpijskih igara iz Japana u Ameriku. Geostacionarne orbite su od tada u uobičajenoj upotrebi, posebno za satelitsku televiziju.[11]

Danas postoje stotine geostacionarnih satelita koji obezbeđuju daljinsku detekciju i komunikaciju.[9][16]

Iako većina naseljenih kopnenih lokacija na planeti sada ima kopnene komunikacione objekte (mikrotalasne, optičke), sa telefonskim pristupom koji pokriva 96% stanovništva i pristupom internetu 90%,[17] neka ruralna i udaljena područja u razvijenim zemljama još uvek se oslanjaju na satelitske komunikacije.[18][19]

Upotrebe[uredi | uredi izvor]

Većina komercijalnih komunikacionih satelita, emisionih satelita i SBAS satelita rade u geostacionarnim orbitama.[20][21][22]

Komunikacije[uredi | uredi izvor]

Geostacionarni komunikacioni sateliti su korisni jer su vidljivi sa velike površine zemljine površine, pokrivajući 81° u geografskoj širini i dužini.[23] Oni izgledaju nepomično na nebu, što eliminiše potrebu da zemaljske stanice imaju pokretne antene. To znači da posmatrači sa Zemlje mogu da podignu male, jeftine i stacionarne antene koje su uvek usmerene ka željenom satelitu.[24]‍:537 Međutim, kašnjenje postaje značajno, jer je potrebno oko 240 ms da signal prođe sa zemljskog predajnika na ekvatoru do satelita i nazad.[24]‍:538 Ovo kašnjenje predstavlja probleme za aplikacije osetljive na kašnjenje kao što je glasovna komunikacija,[25] tako da se geostacionarni komunikacioni sateliti prvenstveno koriste za jednosmernu zabavu i aplikacije gde su alternative niskog kašnjenja nisu dostupne.[26]

Geostacionarni sateliti su direktno iznad glave na ekvatoru i izgledaju niže na nebu posmatraču bliže polovima. Kako se posmatračeva geografska širina povećava, komunikacija postaje teža zbog faktora kao što su atmosferska refrakcija, Zemljina toplotna emisija, prepreke u liniji vida i refleksije signala sa zemlje ili obližnjih struktura. Na geografskim širinama iznad oko 81°, geostacionarni sateliti su ispod horizonta i uopšte se ne mogu videti.[23] Zbog toga su neki ruski komunikacioni sateliti koristili eliptične orbite Molnije i Tundre, koje imaju odličnu vidljivost na visokim geografskim širinama.[27]

Vidi još[uredi | uredi izvor]

Izvori[uredi | uredi izvor]

  1. ^ a b „Synchronous Orbit“. U Encyclopedia of Astronomy & Astrophysics, Nature Publishing Group, 2001
  2. ^ Noordung, Hermann (1929). Das Problem der Befahrung des Weltraums: Der Raketen-Motor (PDF). Berlin: Richard Carl Schmidt & Co. str. 98—100. 
  3. ^ "(Korvus's message is sent) to a small, squat building at the outskirts of Northern Landing. It was hurled at the sky. ... It ... arrived at the relay station tired and worn, ... when it reached a space station only five hundred miles above the city of North Landing." Smith, George O. (1976). The Complete Venus Equilateral. New York: Ballantine Books. str. 3—4. ISBN 978-0-345-28953-7. 
  4. ^ "It is therefore quite possible that these stories influenced me subconsciously when ... I worked out the principles of synchronous communications satellites ...", McAleer, Neil (1992). Arthur C. Clarke. Contemporary Books. str. 54. ISBN 978-0-809-24324-2. 
  5. ^ a b Arthur C. Clarke (oktobar 1945). „Extraterrestrial Relays: Can Rocket Stations Give World-wide Radio Coverage?” (PDF). Arthur C. Clarke Institute for Space Education. Pristupljeno 1. 1. 2021. 
  6. ^ Phillips Davis (ur.). „Basics of Space Flight Section 1 Part 5, Geostationary Orbits”. NASA. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  7. ^ Mills, Mike (3. 8. 1997). „Orbit Wars: Arthur C. Clarke and the Global Communications Satellite”. The Washington Post Magazine. str. 12—13. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  8. ^ Kidder, S.Q. (2015). „Satellites and satellite remote senssing: Orbits”. Ur.: North, Gerald; Pyla, John; Zhang, Fuqing. Encyclopedia of Atmospheric Sciences (2 izd.). Elsiver. str. 95—106. ISBN 9780123822253. doi:10.1016/B978-0-12-382225-3.00362-5. 
  9. ^ a b v g McClintock, Jack (9. 11. 2003). „Communications: Harold Rosen – The Seer of Geostationary Satellites”. Discover Magazine. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  10. ^ Perkins, Robert (31. 1. 2017). Harold Rosen, 1926–2017. Caltech. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  11. ^ a b v g Vartabedian, Ralph (26. 7. 2013). „How a satellite called Syncom changed the world”. Los Angeles Times. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  12. ^ Daniel R. Glover (1997). „Chapter 6: NASA Experimental Communications Satellites, 1958-1995”. Ur.: Andrew J Butrica. Beyond The Ionosphere: Fifty Years of Satellite Communication. NASA. Bibcode:1997bify.book.....B. 
  13. ^ David R. Williams (ur.). „Syncom 2”. NASA. Pristupljeno 29. 9. 2019. 
  14. ^ „World's First Geosynchronous Satellite Launched”. History Channel. Foxtel. 19. 6. 2016. Arhivirano iz originala 07. 12. 2019. g. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  15. ^ David R. Williams (ur.). „Syncom 3”. NASA. Pristupljeno 29. 9. 2019. 
  16. ^ Howell, Elizabeth (24. 4. 2015). „What Is a Geosynchronous Orbit?”. Space.com. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  17. ^ „ITU releases 2018 global and regional ICT estimates”. International Telecommunication Union. 7. 12. 2018. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  18. ^ Thompson, Geoff (24. 4. 2019). „Australia was promised superfast broadband with the NBN. This is what we got”. ABC. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  19. ^ Tibken, Shara (22. 10. 2018). „In farm country, forget broadband. You might not have internet at all. 5G is around the corner, yet pockets of America still can't get basic internet access.”. CNET. Pristupljeno 25. 8. 2019. 
  20. ^ „Orbits”. ESA. 4. 10. 2018. Pristupljeno 1. 10. 2019. 
  21. ^ „Deployment of an SBAS system demonstration in Southern Africa”. GMV. 6. 8. 2016. Pristupljeno 1. 10. 2019. 
  22. ^ Richard Thompson. „Satellites, Geo-stationary orbits and Solar Eclipses”. BOM. Pristupljeno 1. 10. 2019. 
  23. ^ a b Soler, Tomás; Eisemann, David W. (avgust 1994). „Determination of Look Angles To Geostationary Communication Satellites” (PDF). Journal of Surveying Engineering. 120 (3): 123. ISSN 0733-9453. doi:10.1061/(ASCE)0733-9453(1994)120:3(115). Pristupljeno 16. 4. 2019. 
  24. ^ a b Wertz, James Richard; Larson, Wiley J. (1999). Larson, Wiley J.; Wertz, James R., ur. Space Mission Analysis and Design. Microcosm Press and Kluwer Academic Publishers. Bibcode:1999smad.book.....W. ISBN 1-881883-10-8. 
  25. ^ Kohn, Daniel (6. 3. 2016). „The Teledesic Network: Using Low-Earth-Orbit Satellites to Provide Broadband, Wireless, Real-Time Internet Access Worldwide”. Teledesic Corporation, USA. 
  26. ^ Freeman, Roger L. (22. 7. 2002). „Satellite Communications”. Reference Manual for Telecommunications Engineering. American Cancer Society. ISBN 0471208051. doi:10.1002/0471208051.fre018. 
  27. ^ History Committee of the American Astronautical Society (23. 8. 2010). Johnson, Stephen B., ur. Space Exploration and Humanity: A Historical Encyclopedia. 1. Greenwood Publishing Group. str. 416. ISBN 978-1-85109-514-8. Pristupljeno 17. 4. 2019. 

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Geostacionarna orbita na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Геостационарна_орбита&oldid=25697988”