Geosynchron Ëmlafbunn

Eng geosynchron Ëmlafbunn ass e Satellittenorbit, bei deem d'Ëmlafzäit ëm d'Äerd exakt der Rotatiounsdauer vun der Äerd entsprécht (sidereschen Dag), de Satellit beweegt sech also synchron mat der Äerd. Am spezielle Fall vun der geostationärer Ëmlafbunn steet e Satellit dobäi fir en Observateur op der Äerduewerfläch ëmmer um selwechte Punkt um Himmel.

Well d'Gravitatiounsfeld vun der Äerd net rotatiounssymmetresch ass, fale Bunnstéierungen bei geosynchronen Ëmlafbunne besonnesch op. Do positionéiert Satellitte brauchen Dreifstoff, fir dat ze korrigéieren. Dofir hu si nëmmen eng begrenzt Liewensdauer.

Asazzwecker vu geostationäre Satellitte leien haaptsächlech am Beräich vun der Kommunikatioun, awer och Wiedersatellitten benotzen d'Virdeeler vun deem Orbit.

 Orbitklassen 
Geosynchron Ëmlafbunnen hunn en Inklinatiounswénkel vun 0° (geostationär) iwwer 90° (Polarbunn) bis 180° (retrograd, d. h. Géigeleefegkeet zu der Äerddréiung).

 Schréi Ëmlafbunn 
Ass d'Inklinatioun vun 0° ongläich, sou heescht d'Ëmlafbun schréie geosynchronen Orbit, englesch inclined geosynchronous orbit (IGSO).

Jee no Bunnschréi respektiv Inklinatiounswénkel ënnerscheet een:
 Ëmlafbunne mat klenger Bunnschréi ginn ënner dem Numm Inclined Orbit vu fréiere geostationäre Nochriichtesatellitte benotzt, fir hir Liewensdauer bei bal fäerdege Dreifstoffreserven ze verlängeren. Weil hir Positioun um Himmel dann awer flattert, sinn esou Satellitten nëmme nach mat professionellen Antenne mat Antennennoféierung z'empfänken.
 D'Quasi-Zenit-Satellitte-System (QZSS) bezeechent e System aus véier Satellitten, dat fir d'Verbesserung vun de Satellittenavigatiounssystemer a Japan benotzt gëtt. Dobäi stinn d'Satellitten op enger ëm 45° gebéiter Bunn mat enger Exzentrizitéit vun 0,09 an engem Perigeumwénkel (Argument vum Perigeum) vun 270° all Kéier aacht Stonnn laang bal senkrecht iwwer der Insel.
 Héichelliptesch Orbits mat grousser Inklinatioun heeschen och Tundra-Orbits.

 Geostationär Ëmlafbunn 
D'Ausnam vun enger kreeisfërmeger Ëmlafbunn mat Dréirichtung Osten und enger Bunnschréi vu 0° heescht geostationär. D'Bunnvitess ass dobäi ëmmer 3,075 Kilometer pro Sekonn (km/s) (= 11.070 km/h), an de Bunnradius ass 42.157 km. Dat entsprécht enger Distanz vun ongeféier 35.786 km zu der Äerduewerfläch.

Vun der Äerd aus gesinn schéngt e geostationäre Satellit um Himmel op der Plaz ze stoen (hien ass "stationär"), well hie sech mat der selwechter Wénkelvitess beweegt wéi den Observeur op der Äerd. Dofir gëtt dës Ëmlafbunn dacks fir Televisioun- a Kommunikatiounssatellitte benotzt. D'Antennen op dem Buedem kënne fest op ee bestëmmte Punkt ausgeriichtet ginn, a jiddwer Satellit deckt ëmmer dat selwecht Gebitt op der Äerd of. D'Satellitten fokusséieren an der Reegel hir Antennen op eenzel Regiounen (Ausliichtungszonen), soudatt een Empfang vun de Signaler gewéinlech nëmmen an den ausgestraalte Beräicher méiglech ass.

 Formelen 
Fir e Kierper mat der Mass  mat der Wénkelvitess  op enger Kreesbunn mam Radius  ze halen, ass eng Zentripetalkraaft vun der Stäerkt

erfuederlech.
Op enger Kreesbunn ëm ee Planéit ass d'Schwéierkraaft ziimlech déi eenzeg wirkende Kraft.
Op der Distanz  – wann ee vum Planéitemëttelpunkt ausgeet – ka se mat der Formel

berechent ginn.
Dobäi bezeechent  d'Gravitatiounskonstant an  d'Mass vum Planéit.

Well d'Schwéierkraaft also déi eenzeg Kraaft ass, déi de Kierper op der Kreesbunn hält, muss hire Wäert der Zentripetalkraaft entspriechen.
Et gëllt also:

Et ergëtt sech duerch Asetzen:

Opléisen no  ergëtt:

D'Kreesfrequenz  ergëtt sech aus der Ëmlafdauer  als:

Asetzen an d'Formel fir  ergëtt:

Déi Formel bestëmmt elo de Radius vun der geostationärer Ëmlafbunn vun engem Masseschwéierpunkt wann ee vum Mëttelpunkt vum observéierte Planéit ausgeet.

Fir d'Distanz vun der Bunn vun der Planéitenuewerfläche – also beispillsweis d'Héicht vun engem geostationäre Satellit iwwer der Äerduewerfläch – ze kréien, muss deem säi Radius vum Resultat subtrahéiert ginn. Soumat hu mer:

woubäi  de Radius vum Planéit bezeechent.

Wann de Planéit en Trabant (z. B. Mound) mat bekannte Bunndaten huet, léisst sech alternativ och dat Drëtt Gesetz vum Kepler 

op Trabant a geostationär Satellite benotzen.

Um Beispill vun engem ierdesche Satellit kënnen d'Bunndate vum Äerdmound erugezunn ginn (Ëmlafdauer TMound ≈ 655 h, grouss Hallefachs vun der Moundëmlafbunn rMound ≈ 384000 km, TSat = 23 h 56 min). Opgeléist nom Bunnradius vum geostationäre Satellit, deen wéinst der Kreesbunn gläich dem Bunnradius ass, ergëtt sech domat:

D'Héicht iwwer der Uewerfläch vum Planéit, hei der Äerd, erhält een nees duerch Subtraktioun vum Planéiteradius.

 Geschicht 
D'Iddi vun engem geostationäre Satellit gouf am Ufank vum Herman Potočnik a sengem 1928 geschriwwenem Buch Das Problem der Befahrung des Weltraums – der Raketenmotor publizéiert.

Am Joer 1945 huet de Science-Fiction-Autor Arthur C. Clarke virgeschloen, Satellitten op enger geostationärer Ëmlafbunn ze positionéieren. Mat dräi Satellitten, jee ëm 120° versat, wier eng weltwäit Radiokommunikatioun méiglech. Hien hat ugeholl, datt Satellitten do wärend den nächste 25 Joer positionéiert kënne ginn. Mat Syncom 2 am Joer 1963 an der geosynchroner an Syncom 3 am Joer 1964 an der geostationärer Ëmlafbunn gouf seng Iddi, no ronn 19 Joer, däitlech verwierklecht.

D'Bild riets weist den Diagramm, an deem de Clarke seng Iwwerleeungen an der Zäitschrëft Wireless World fir d'éischt Kéier dem Publik virgestallt hat.The 1945 Proposal by Arthur C. Clarke for Geostationary Satellite Communications

 Kuckt och 

 Lëscht vu geostationäre Satellitten

 Um Spaweck 
 Buchscan: Das Problem der Befahrung des Weltraums. Der Raketen-Motor. von Herman Potočnik alias Hermann Noordung. gekuckt den 30. September 2016

Kategorie:Raumfaartphysik