Тогтмол тойрог зам

Геостационар тойрог зам (эсвэл Geostationary Earth Orbit - GEO) нь дэлхийн экваторын (0° өргөрөг) дээрх геосинхрон тойрог замын нэг төрөл юм. Бүх геосинхрон тойрог замуудын нэгэн адил энэ нь 24 цаг хугацаатай (нэг тойрог замд хүрэх хугацаа) байдаг. Энэ нь дэлхийг эргэдэг шиг хурдан тойрон эргэлддэг тул үргэлж нэг цэгээс дээш байдаг мэт харагддаг гэсэн үг юм. Дэлхийгээс ажиглаж буй хүн геостационар тойрог замд байгаа хиймэл дагуулыг огторгуйн тогтвортой газар хөдөлгөхгүй байхыг хардаг.

Геостационар тойрог замд байгаа хиймэл дагуулууд

Харилцаа холбооны хиймэл дагуулууд болон цаг уурын хиймэл дагуулууд эдгээр тойрог замыг ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд ингэснээр тэдэнтэй холбогддог хиймэл дагуулын антенууд тэднийг хянахын тулд хөдлөх шаардлагагүй болно. Газрын тэнхлэгүүдийг тэнгэрт тогтсон байрлалд байнга чиглүүлж болно. Энэ нь хиймэл дагуулыг хянахын тулд үргэлж хөдөлдөг хиймэл дагуулын антентай харьцуулахад хямд бөгөөд хялбар юм. Тэд тус бүр нь тодорхой уртрагийн дагуу (зүүн эсвэл баруун) экваторын дээгүүр байрладаг.

Холбооны геосинхрон хиймэл дагуулын санааг анх 1928 онд (гэхдээ тийм ч өргөн биш) Херман Поточник нийтэлсэн. Геостационар тойрог замын тухай санаа нь анх 1945 онд "Газараас гадуурх релей - пуужингийн станцууд дэлхий даяар радиогийн хамрах хүрээг өгч чадах уу?" хэмээх нийтлэлд алдартай болсон. Британийн шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиолч Артур С.Кларк Wireless World сэтгүүлд нийтлэгдсэн. Кларкийн анх өргөн нэвтрүүлгийн болон реле холбооны хиймэл дагуулуудад сайн гэж тодорхойлсон тойрог замыг заримдаа Кларкийн тойрог зам гэж нэрлэдэг. Зохиогчийн нэрээр нэрлэгдсэн Кларк бүс нь дэлхийн дээрх сансар огторгуйн хэсэг буюу далайн түвшнээс дээш 35,786 км (22,000 миль) орчимд, экваторын дээгүүр, геостационар тойрог замд ойр орбитуудыг хэрэгжүүлэх боломжтой газар юм. Кларкийн тойрог зам (гео суурин тойрог замын өөр нэр) нь ойролцоогоор 265,000 км (165,000 миль) оршдог.

 Орбитын дэлгэрэнгүй мэдээлэл 

Хиймэл дагуул нь дэлхийн эргэлтийн чиглэлд эргэлдэж, одны өдөр гэж нэрлэгддэг (маш бараг 24 цаг) дэлхийн эргэлтийн хугацаатай тэнцэх тойрог замын үеийг үүсгэдэг. 

Орбит нь экватороос дээш байх ёстой. Бүх тойрог зам нь дэлхийн төвийг тойрон оршдог тул хэрэв түүнийг экваторын дээгүүр байрлуулсан бол (жишээ нь, хиймэл дагуул Нью Йорк хотын дээгүүр шулуун байсан) тойрог зам бүр дээр өмнөд туйл руу ижил зайд эргэлдэх шаардлагатай болно. Энэ нь экваторын тал бүрт ижил цаг хугацаа зарцуулах шаардлагатай. Тэгэхээр экваторын дээгүүр шууд байвал хойд, урагшаа огтхон ч хөдөлдөггүй. (Геосинхрон тойрог замууд нь геостационар тойрог замтай адил боловч экваторын дээгүүр ба доор явдаг тойрог замуудыг багтаадаг). 

Орбитын өндөр нь яг тодорхой зай юм, учир нь тойрог замын хурд нь дэлхийн төвөөс хэр хол байгаагаас хамаардаг. Орбит нь дэлхийн таталцлын эсрэг төв рүү чиглэсэн хүчний тэнцвэр юм. Дэлхийд ойр байгаа объектууд таталцлын хүчийг илүү мэдэрдэг. Тийм ч учраас бага тойрог замд байгаа биетүүд (Олон улсын сансрын станц гэх мэт дэлхийг маш хурдан тойрон эргэлддэг, тойрог зам бүрт ойролцоогоор 90 минут орчим байдаг. Алслагдсан биетүүд тойрог зам бүрт илүү удаан байдаг. Жишээлбэл, сар нэг тойрог замд ойролцоогоор 29 хоног зарцуулдаг. 

Энэ тойрог зам нь маш өндөр тул хиймэл дагуул руу гарч, дэлхий рүү буцахын тулд радио долгион (мөн гэрлийн) 1/4 секунд зарцуулдаг. Энэ нь телевиз болон алсын сурвалжлагчийн хооронд болж буй нэвтрүүлгийн ярилцлага хагас секундын зайтай (студигээс сурвалжлагч руу очиход 1/4 секунд, студи рүү буцах хүртэл 1/4 секунд) гэсэн үг юм. дохиог үзэгч рүү илгээнэ). Энэ хагас секундын саатал нь олон мэдээллийн нэвтрүүлэгт ажиглагдаж байна.

Хиймэл дагуулууд амьдралынхаа төгсгөлд хүрэхэд тэдгээрийг дэлхий рүү буцаан авчирч, агаар мандалд шатах нь хэтэрхий үнэтэй байх болно. Тэдгээрийг бага зэрэг өндөрт (300 км) 'оршуулгын газар' тойрог замд байрлуулах нь хамаагүй хямд бөгөөд тэдгээр нь үндсэндээ үүрд үлдэх болно.[4] 

 Харилцаа холбоо 
Геостационар холбооны хиймэл дагуулууд нь дэлхийн гадаргаас 81°, уртрагийн дагуу 77°-ын зайд сунаж тогтсон өргөн уудам нутгаас харагдах тул ашигтай байдаг. Тэд тэнгэрт хөдөлгөөнгүй мэт харагддаг бөгөөд энэ нь газрын станцуудад хөдлөх антентай байх шаардлагагүй юм. Энэ нь дэлхий дээр суурилсан ажиглагчид хүссэн хиймэл дагуул руу үргэлж чиглэсэн жижиг, хямд, суурин антеннуудыг босгож чадна гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч, экватор дээрх газар дээр суурилсан дамжуулагчаас хиймэл дагуул руу буцаж, буцаж ирэхэд 240 мс орчим хугацаа шаардагддаг тул хоцролт нь мэдэгдэхүйц болж байна. Энэ саатал нь дуут холбоо гэх мэт хоцрогдолд мэдрэмтгий програмуудад асуудал үүсгэдэг тул геостационар холбооны хиймэл дагуулыг голчлон нэг чиглэлтэй зугаа цэнгэл, бага хоцролттой хувилбар байхгүй тохиолдолд ашигладаг.

Геостационар хиймэл дагуулууд нь экватор дээр шууд байрладаг бөгөөд туйл руу ойр байгаа ажиглагчид тэнгэрт доогуур харагддаг. Ажиглагчийн өргөрөг нэмэгдэхийн хэрээр агаар мандлын хугарал, дэлхийн дулааны ялгаралт, харааны шугамын саад, газрын болон ойр орчмын байгууламжийн дохионы тусгал зэрэг хүчин зүйлсээс шалтгаалан харилцаа холбоо улам хүндэрдэг. Ойролцоогоор 81°-аас дээш өргөрөгт геостационар хиймэл дагуулууд тэнгэрийн хаяанаас доогуур байдаг ба огт харагдахгүй. Ийм учраас Оросын холбооны зарим хиймэл дагуулууд өндөр өргөрөгт маш сайн харагдахуйц зууван хэлбэртэй Молния, Тундра тойрог замыг ашиглажээ.

Дэлхий даяарх геостационар цаг уурын хиймэл дагуулын сүлжээг цаг агаарын ажиглалт, далай судлал, агаар мандлын ажиглалт зэрэгт дэлхийн гадаргуу болон агаар мандлын үзэгдэх ба хэт улаан туяаны зургийг гаргахад ашигладаг. 2019 оны байдлаар 19 хиймэл дагуул ажиллаж байна. Эдгээр хиймэл дагуулын системүүд нь:

 the United States' GOES series, operated by NOAA
 the Meteosat series, launched by the European Space Agency and operated by the European Weather Satellite Organization, EUMETSAT
 the Republic of Korea COMS-1 and GK-2A multi mission satellites.
 the Russian Elektro-L satellites
 the Japanese Himawari series
 Chinese Fengyun series
 India's INSAT series

Эдгээр хиймэл дагуулууд нь ихэвчлэн 0.5-аас 4 хавтгай дөрвөлжин километрийн орон зайн нарийвчлалтай харааны болон хэт улаан туяаны спектрийн зураг авдаг. Хамрах хүрээ нь ихэвчлэн 70 °, зарим тохиолдолд бага байдаг.

Геостационар хиймэл дагуулын зургийг галт уулын үнсийг хянах, үүлний дээд температур, усны уурыг хэмжих, далай судлал, газрын температур, ургамлын бүрхэвчийг хэмжих, циклоны замыг урьдчилан таамаглахад хялбар болгох, үүлний бүрхэвч болон бусад ажиглалтын мэдээллийг бодит цаг хугацаанд хангахад ашигласан. Зарим мэдээллийг цаг уурын таамаглалын загварт оруулсан боловч өргөн цар хүрээтэй, бүтэн цагийн хяналт, нягтрал багатай тул геостационар цаг агаарын хиймэл дагуулын зургийг голчлон богино хугацааны болон бодит цагийн урьдчилсан мэдээнд ашигладаг.