Geostatsionaarne orbiit

Orbiidi stabiilsus

Geostatsionaarne orbiit on saavutatav ainult kõrgustel, mis on väga lähedased 35 786 km-ile, ning orbiitidel, mis on täpselt ekvaatori kohal. Sellel orbiidil on objektide kiirused 3,07 km/s ning orbiidi periood on 1436 minutit, mis on peaaegu täpselt võrdne ühe ööpäevaga ning võrdne 23,934461223 tunniga. See tagab, et satelliit on kooskõlas Maa pöörlemise perioodiga ning on Maalt vaadates statsionaarse jalajäljega. Kõik geostatsionaarsed satelliidid asuvad sellel ringil.
Kombinatsioon Kuu gravitatsioonist, Päikese gravitatsioonist ja Maa ellipsoididilisest kujust tähendab, et igal geostatsionaarsel objektil hakkab orbiidi tasand pretsesseerima. Selle pretsessiooni periood on umbes 53 aastat ning algne inklinatsiooni gradient, mis on umbes 0,85 kraadi aastas, viib selleni, et umbes 26,5 aasta järel on maksimaalne inklinatsioon 15 kraadi. Et seda orbitaalset häiritust korrigeerida on vajalikud regulaarsed orbitaalsed manöövrid, mille jaoks on satelliidile vaja anda aasta jooksul umbes 50 m/s suurune delta-v. Delta-v on kiirus, mida on vaja objektile anda, et orbiidi manöövrit teha.
Teine efekt, millega tuleb arvestada, on pikkuskraadide nihe, mida põhjustab Maa asümmeetrilisus, ehk teisisõnu on ekvaatori kuju vähesel määral elliptiline. Seetõttu on geostatsionaarsel orbiidil kaks stabiilset tasakaalupunkti, mis on 75,3°E ja 104,7°W, ning kaks mittestabiilset tasakaalupunkti, mis on 165,3°E ja 14,7°W. Suvaline geostatsionaarne objekt, mis asub nende kahe tasakaalupunkti vahel kiireneb aeglaselt stabiilsete tasakaalupunktide poole. Tulemuseks hakkab objekt perioodiliselt tasakaalupunkti ümber liikuma. Selle efekti korrigeerimiseks on vajalikud kontrollimanöövrid, mis vajavad kuni 2 m/s delta-v suurust mõjutust satelliidile. Vajaliku delta-v hulk sõltub ka soovitavast pikkuskraadist.
Päikesetuule ja radiatsiooni poolt tekitatav jõud avaldavad orbiidi stabiilsusele samuti mõju, mis ajapikku viivad geostatsionaarsel orbiidil oleva objekti selle algsest orbiidist eemale.
Kui satelliitidele ei viida Maa pealt kütust juurde või kui ei kasutata taastuvaid jõuallikaid, siis seab orbiidi stabiilsus kütuse tarbimise tõttu limiidi satelliidi eluajale sellel kindlal orbiidil.

Satelliitide orbiidil paiknemine

Kõik satelliidid geostatsionaarsel orbiidil peavad asuma ühel ringil ekvaatori kohal. Kuna satelliitide kommunikatsioon ei tohi omavahel interfereeruda operatsioonide käigus, siis on sellel orbiidil piiratud arv "kohti", sest kommunikatsiooniks sobivad raadiosagedused on limiteeritud. Piirangutest tulenevalt tekib ka konflikte erinevate riikide vahel, kes tahavad sarnaseid kohti orbiidil (probleemiks riikidel, mis asuvad samadel pikkuskraadidel, aga erinevatel laiuskraadidel) ning tahavad jaotada satelliitide sagedusi. Sageduste jaotamiste ja nendega seotud probleemidega tegeleb Rahvusvaheline Telekommunikatsiooni Liit.
1976. aasta Bogota deklaratsioonis proovisid kaheksa riiki ekvaatoril kuulutada nende kohal oleva kosmoseala enda territooriumiks, kuid sellega ei oldud rahul teiste riikide poolt. Nüüdseks tegeleb taoliste teemade lahendamisega Rahvusvaheline Telekommunikatsiooni Liit.

Piirangud satelliitide elueale

Kui satelliitidel saab kütus otsa, siis ei suuda need enam püsida geostatsionaarsel orbiidil. Tavaliselt saatjad ja ülejäänud satelliidil asuvad alamsüsteemid kestavad kauem kui kütus ning teatud hulka satelliite on seetõttu võimalik kasutada ka osaliselt inklineeritud orbiitidel, kus on maajaamade poolt tagatud korralik satelliitide jälgimissüsteem. Kui satelliidid on oma eluea lõpus, siis liiguvad need geostatsionaarselt orbiidilt surnuaia orbiidile, kus ei seata ohtu uutele satelliitidele, mis tulevikus üles lastakse. Nii välditakse töötavate satelliitide kokkupõrkeid kakosmoseprügiga.