Question

Если искусственный спутник находится на орбите вокруг экватора Земли с периодом ровно в 1 день, как выглядит его движение для наблюдателя на вращающейся Земле, если он вращается в том же направлении, что и Земля? (Такая орбита называется геостационарной; большинство спутников связи размещаются на геостационарных орбитах.)​

Answer 1

Частным случаем является геостационарная орбита — круговая орбита, лежащая в плоскости земного экватора, для которой спутник в небе (для земного наблюдателя) практически неподвижен. Геостационарная орбита имеет радиус 42 164 км с центром, совпадающим с центром Земли, что соответствует высоте над уровнем моря 35 786 км.

Если орбита имеет отличное от нуля наклонение и нулевой эксцентриситет, то при наблюдении с Земли спутник в течение суток описывает на небе восьмёрку. Если же и наклонение, и эксцентриситет отличны от нуля, то восьмёрка может, в зависимости от конкретных величин наклонения и эксцентриситета, выродиться в эллипс (спутники серии Canyon) или в отрезок прямой, лежащий в плоскости экватора (при ненулевом эксцентриситете и нулевом наклонении, например такая орбита у разгонных блоков ДМ-SL).

Первым спутником связи на геосинхронной орбите являлся «Syncom-2», запущенный Соединёнными Штатами 26 июля 1963 года.

Answer 2

Для наблюдателя на вращающейся Земле движение искусственного спутника на геостационарной орбите будет выглядеть следующим образом:

1. Периодичность: Спутник будет проходить одну полную орбиту вокруг Земли за ровно 1 день (24 часа). Это означает, что спутник будет остающимся неподвижным относительно наблюдателя на Земле. Он всегда будет находиться в одном и том же месте на небосклоне.

2. Направление: Спутник будет двигаться в том же направлении, что и Земля. Это означает, что спутник будет двигаться с запада на восток, так же, как и поверхность Земли. Движение спутника будет казаться прямолинейным и постоянным для наблюдателя на Земле.

3. Высота: Геостационарные спутники находятся на высоте около 35 786 км над экватором. Это позволяет им оставаться синхронизированными с вращением Земли и оставаться неподвижными относительно наблюдателя на Земле.

4. Видимость: Так как спутник находится на фиксированной позиции относительно Земли, он всегда будет виден в одном и том же месте на небосклоне для наблюдателя на Земле. Это позволяет использовать геостационарные спутники для связи, телевизионного вещания, метеорологического мониторинга и других целей, так как их сигнал всегда доступен.

Таким образом, для наблюдателя на вращающейся Земле геостационарный спутник будет казаться неподвижным объектом на небосклоне, находящимся на фиксированной высоте над экватором и движущимся в том же направлении, что и Земля.