3. Ģeostacionārā orbīta

Sakaru pavadoņi un meteoroloģiskie pavadoņi parasti atrodas uz ģeostacionārām orbītām. Tās ir orbītas, kurās ievadītie satelīti kustas ar leņķisko ātrumu. Leņķiskais ātrums ir vienāds ar Zemes rotācijas leņķisko ātrumu. Tāpēc tādi pavadoņi nemaina savu stāvokli attiecībā pret Zemi (pavadonis visu laiku atrodas vienā punktā, skatoties no zemes). Zīmējumā ar burtu \(P\) apzīmēts pavadonis, bet ar punktu \(A\) – noteikts zemes reģions.

 

 

Sakaru pavadoņiem un meteoroloģiskiem pavadoņiem jāgriežas sinhroni ar Zemi un jāveic diennaktī vienu apgriezienu ap Zemes centru. Satelītu leņķiskais ātrums ir vienāds ar:

 

$\mathrm{\omega }=\frac{2\mathrm{\pi }}{\mathrm{86164,1}}$, kur \(86164,1\ \)\(s\) — zvaigžņu diennakts (\(23\ h\ 56\ min\ 4,1\ s\)).

 

Leņķiskajam ātrumam atbilst centrtieces paātrinājums $a_c={\mathrm{\omega }}^{2}R$.
Uz pavadoni, kas kustas ar izslēgtu dzinēju, darbojas Zemes gravitācijas spēks, tāpēc centrtieces paātrinājums ir šī spēka izraisīts paātrinājums. Tātad:

 

$a_c=\frac{F}{m},\mathit{bet}F=\frac{G\cdot m\cdot M}{R^2}$, kur

 

\(m\) — pavadoņa masa,

\(M\) — Zemes masa,

\(G\) — gravitācijas konstante,

\(R\) — pavadoņa orbītas rādiuss.

 

Apvienojot izteiksmes, iegūst:

 

 

Secinājums: Ģeostacionārā orbīta ir riņķa līnija, kas atrodas Zemes ekvatora plaknē. Orbītas rādiuss — \(42164\ \)\(km\) (no Zemes centra).

Lai aprēķinātu ģeostacionārās orbītas augstumu (attālumu no Zemes virsmas), no orbītas rādiusa jāatņem Zemes rādiuss (ekvatoriālais):