Unterschied Zwischen Geosynchroner Und Geostationärer Umlaufbahn

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 08:37

Geosynchrone vs geostationäre Umlaufbahn

Eine Umlaufbahn ist ein gekrümmter Pfad im Raum, in dem sich Himmelsobjekte drehen. Das zugrunde liegende Prinzip der Umlaufbahn ist eng mit der Schwerkraft verbunden und wurde erst nach Veröffentlichung der Newtonschen Gravitationstheorie klar erklärt.

Um das Prinzip zu verstehen, betrachten Sie eine Kugel, die an einer Saite befestigt ist, die mit einer konstanten Länge der Saite gedreht wird. Wenn sich der Ball langsamer dreht, schließt der Ball keine Zyklen ab, sondern kollabiert. Wenn sich der Ball mit einer sehr hohen Geschwindigkeit dreht, reißt die Schnur und der Ball schnappt weg. Wenn Sie die Schnur halten, spüren Sie den Zug des Balls an der Hand. Dieser Anstrengung des Balls, sich wegzubewegen, wird durch die Spannung der Saite durch Zurückziehen entgegengewirkt, und der Ball beginnt sich im Kreis zu bewegen. Es gibt eine bestimmte Geschwindigkeit, mit der Sie sich drehen müssen, damit diese entgegengesetzten Kräfte im Gleichgewicht sind. Wenn dies der Fall ist, kann der Weg des Balls als Umlaufbahn betrachtet werden.

Dieses Prinzip hinter diesem einfachen Beispiel kann auf viel größere Objekte wie Planeten und Monde angewendet werden. Die Schwerkraft wirkt als Zentripetalkraft und hält das Objekt, das versucht, den elliptischen Pfad im Raum in einer Umlaufbahn wegzubewegen. Unsere Sonne hält die Planeten um sie herum, und die Planeten halten die Monde um sie herum auf die gleiche Weise. Die Zeit, die ein Objekt in der Umlaufbahn benötigt, um einen Zyklus abzuschließen, wird als Umlaufzeit bezeichnet. Zum Beispiel hat die Erde eine Umlaufzeit von 365 Tagen.

Die geosynchrone Umlaufbahn ist eine Umlaufbahn um die Erde mit einer Umlaufzeit von einem Sternentag, und die geostationäre Umlaufbahn ist ein Sonderfall der geosynchronen Umlaufbahn, bei der sie direkt über dem Äquator platziert werden.

Mehr über Geosynchronous Orbit

Betrachten Sie den Ball und die Schnur noch einmal. Wenn die Länge der Saite kurz ist, dreht sich die Kugel schneller und wenn die Saite länger ist, dreht sie sich langsamer. Analog haben Umlaufbahnen mit kleinerem Durchmesser schnellere Umlaufgeschwindigkeiten und kürzere Umlaufzeiten. Wenn der Durchmesser größer ist, ist die Umlaufgeschwindigkeit langsamer und die Umlaufzeit länger. Zum Beispiel hat die Internationale Raumstation, die sich in einer erdnahen Umlaufbahn befindet, eine Zeitspanne von 92 Minuten und der Mond eine Umlaufzeit von 28 Tagen.

Zwischen diesen Extremen gibt es einen bestimmten Abstand von der Erde, in dem die Umlaufzeit gleich der Rotationsperiode der Erde ist. Mit anderen Worten, die Umlaufzeit eines Objekts in dieser Umlaufbahn beträgt einen Sternentag (ungefähr 23h 56m), und daher ist die Winkelgeschwindigkeit der Erde und des Objekts ähnlich. Ein interessantes Ergebnis davon ist, dass sich der Satellit jeden Tag zur gleichen Zeit an derselben Position befindet. Es ist mit der Erdrotation synchronisiert, daher die geosynchrone Umlaufbahn.

Alle geosynchronen Erdumlaufbahnen, ob kreisförmig oder elliptisch, haben eine Semi-Major-Achse von 42.164 km.

Mehr über die geostationäre Umlaufbahn

Eine geosynchrone Umlaufbahn in der Ebene des Erdäquators wird als geostationäre Umlaufbahn bezeichnet. Da sich die Umlaufbahn in der Ebene des Äquators befindet, hat sie eine zusätzliche Eigenschaft, außer dass sie sich zur gleichen Zeit an derselben Position befindet. Wenn sich ein Objekt in der Umlaufbahn bewegt, bewegt sich auch die Erde parallel dazu. Daher scheint es, dass sich das Objekt immer über dem gleichen Punkt befindet. Es ist, als ob das Objekt direkt über einem Punkt auf der Erde fixiert ist, anstatt es zu umkreisen.

Fast alle Kommunikationssatelliten befinden sich in der geostationären Umlaufbahn. Das Konzept der Nutzung der geostationären Umlaufbahn für die Telekommunikation wurde zuerst vom Science-Fiction-Autor Arthur C Clarke vorgestellt, daher manchmal auch als Clarke-Umlaufbahn bezeichnet. Und die Sammlung von Satelliten in dieser Umlaufbahn ist als Clarke-Gürtel bekannt. Heute wird es weltweit für die Telekommunikationsübertragung verwendet.

Die geostationäre Umlaufbahn befindet sich 35.786 km (22.236 Meilen) über dem mittleren Meeresspiegel, und die Clarke-Umlaufbahn ist etwa 265.000 km (165.000 Meilen) lang.

Was ist der Unterschied zwischen geosynchroner und geostationärer Umlaufbahn?

• Eine Umlaufbahn mit einer Umlaufzeit von einem Sternentag wird als geosynchrone Umlaufbahn bezeichnet. Ein Objekt in dieser Umlaufbahn erscheint während jedes Zyklus an derselben Position. Es ist mit der Erdrotation synchronisiert, daher der Begriff geosynchrone Umlaufbahn.

• Eine geosynchrone Umlaufbahn in der Ebene des Erdäquators wird als geostationäre Umlaufbahn bezeichnet. Ein Objekt in einer geostationären Umlaufbahn scheint direkt über einem Punkt auf der Erde fixiert zu sein und relativ zur Erde stationär zu sein. Deshalb. der Begriff geostationäre Umlaufbahn.