Geostationaarinen rata
Wikipedia
Geostationaarinen rata on noin 35 786 kilometrin päässä suoraan maan pinnan yläpuolella päiväntasaajalla sijaitseva ympyrärata. Lyhenteenä siitä käytetään GSO:ta (GeoSynchronous Orbit) ja usein myös GEO:a (Geostationary Earth Orbit). Satelliitin kiertoaika on yksi sideerinen vuorokausi.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Historia
Idean geostationaarisesta radasta ja sen käytöstä tietoliikenteeseen esitti vuonna 1928 slovenialainen Herman Potočnik. Vuonna 1945 englantilainen science fiction-kirjoittaja Arthur C. Clarke toi sen laajempaan tietoon. Tämän takia ratoja kutsutaan toisinaan englantilaisissa alan julkaisuissa Clarken radoiksi (Clarke Orbits tai Clarke Belt).
[muokkaa] Käyttö
GEO-radalla kiertävä satelliitti näyttää maasta käsin pysyvän pysyvän paikoillaan, koska se kiertää Maata samaa vauhtia kuin Maa pyörii. Geostationaarisella radalla kiertävälle satelliitille voidaan johtaa ratanopeus 11 052 km/h. Tämä on yleisin tietoliikennesatelliittien kiertorata, koska tällöin satelliitti voi käyttää suunnattavia antenneja, joita ei tarvitse kiertää vuorokauden kuluessa. Koska kiertorata on pituudeltaan rajattu, sillä sijaitsevien satelliittien longitudi-asemia jaetaan ITU:n toimesta tarjouskilvan kautta. Etenkin Tyynen meren ekvaattorilla sijaitsevat pienet saarivaltiot ovat myyneet niille kuuluvia radan paikkoja tietoliikenneyhtiöille.
Muita tietoliikennesatelliittien ratoja ovat mm. Molnija-radat.
[muokkaa] Matematiikkaa
Vapaassa pudotusliikkeessä ympyräradalla keskipako- ja keskuskappaleen vetovoima kumoavat toisensa.
- Fkeskipako = FMaanvetovoima
Newtonin toisen lain mukaan voimat ovat muotoa massa kertaa kiihtyvyys:
Satelliitin massa kumoutuu, joten rata on siitä riippumaton.
Keskipakovoiman kiihtyvyys on:
jossa ω kulmanopeus ja r radan säde mitattuna keskuskappaleen keskipisteestä.
Keskuskappaleen gravitaation vetovoima on
jossa Me on Maan massa ja G gravitaatiovakio.
Täten saadaan
Korvataan kertoimella μ, joka on geosentrinen gravitaatiovakio:
Kulmanopeus ω on toisaalta matka () jaettuna periodilla, joka on Maalle 86164 sekuntia. Täten saadaan
Säde on 42164 km Maan keskipisteestä eli Maan pinnalta 35786 km.
Ratanopeus on
[muokkaa] Muuta
Muita samalla etäisyydellä olevia ratoja kutsutaan geosynkronisiksi radoiksi eli geostationaarinen rata on geosynkronisen radan erikoistapaus.