Մոլնիյա-ուղեծիր

[thumb|Նկար 1. Մոլնիյա ուղեծիրը։ Սովորաբար հյուսիսային կիսագնդի համար օգտագործվում է [Ապոկենտրոն և պերիկենտրոն|պերիգեյ +2 ժամից մինչև պերիգեյ +10 ժամ ժամանակահատվածը։]]
[thumb|upright=1.0|Նկար 2. [Արբանյակային տվյալների համակարգ|ԱՏՀ արբանյակների խումբը օգտագործում է գեոհաստատուն և Մոլնիյա ուղեծրերի խառնուրդ։ Մոլնիյա-արբանյակների խումբը օգտագործում է երեք արբանյակ տարբեր ուղեծրային հարթություններում, որոնց գագաթնակետերը համեմատելի են գեոհաստատուն արբանյակների հետ։]]
**Մոլնիյա ուղեծիր** (, "Կայծակ") արբանյակային ուղեծրի տեսակ է, որը նախատեսված է բարձր լայնություններում կապի և հեռազննման ծածկույթ ապահովելու համար։ Այն իրենից ներկայացնում է բարձր էլիպտիկ ուղեծիր՝ 63,4 աստիճան թեքում, 270 աստիճան պերիկենտրոնի արգումենտ և մոտավորապես կես աստղային օրվա ուղեծրային պարբերություն: Անվանումը ծագում է *[[Մոլնիյա (արբանյակներ)|Մոլնիյա]]* արբանյակներից, որոնք Խորհրդային/ռուսական քաղաքացիական և ռազմական կապի արբանյակների շարք են, որոնք օգտագործել են այս տեսակի ուղեծիրը 1960-ականների կեսերից ի վեր: Մոլնիյա ուղեծրի տեսակը այսպես կոչված *Երեք Ապոգեյի* ուղեծիրն է, որի պարբերությունը կազմում է աստղային օրվա մեկ երրորդը:

Մոլնիյա ուղեծիրը երկար ժամանակ է մնում Երկրի թիրախային կիսագնդի վրա, մինչդեռ շատ արագ է շարժվում մյուսի վրայով: Գործնականում, այս ուղեծրերը հիմնականում տեղադրում են արբանյակը կամ Ռուսաստանի, կամ Կանադայի վրա՝ իր ուղեծրի մեծ մասի համար, ապահովելով բարձր «տեսադաշտ» կապի և դիտարկման արբանյակների համար, որոնք ծածկում են այս բարձր լայնության տարածքները: Գեոհաստատուն ուղեծրերը, որոնք անպայմանորեն պտտվում են հասարակածի վրա, որևէ անյկան թեքմամբ, կարող են դիտել հյուսիսային շրջանները միայն ցածր անկյան տակ, ինչը խոչընդոտում է աշխատանքին: Գործնականում, Մոլնիյա ուղեծրում գտնվող արբանյակը բարձր լայնությունների համար ծառայում է նույն նպատակին, ինչ գեոհաստատուն արբանյակը հասարակածային շրջանների համար, բացառությամբ այն բանի, որ անընդհատ ծածկույթ ապահովելու համար անհրաժեշտ են մի քանի արբանյակներ:

Մոլնիյա ուղեծրերում տեղադրված արբանյակները օգտագործվել են հեռուստատեսային հեռարձակման, հեռահաղորդակցության, ռազմական կապի, եղանակի մշտադիտարկման, վաղ նախազգուշացման և գաղտնի զննարկման նպատակներով։

## Պատմություն
Մոլնիյա ուղեծիրը հայտնաբերվել է խորհրդային գիտնականների կողմից 1960-ական թվականներին որպես բարձր լայնության հաղորդակցման այլընտրանք գեոհաստատուն ուղեծրերին, որոնք պահանջում են մեծ մեկնարկային էներգիաներ՝ բարձր պերիգեյի հասնելու և հասարակածի վրայով պտտվելու համար (հատկապես, երբ մեկնարկում են Ռուսաստանի լայնություններից): Արդյունքում, ՀԿԲ-1-ը փնտրեց ավելի քիչ էներգիա պահանջող ուղեծիր: Ուսումնասիրությունները ցույց տվեցին, որ դա կարելի է իրականացնել՝ օգտագործելով բարձր էլիպտիկ ուղեծիր՝ որի ապոգեյը կլիներ Ռուսաստանի տարածքի վրա: Ուղեծրի անվանումը վերաբերում է «կայծակնային» արագությանը, որով արբանյակն անցնում է պերիգեյով:

Մոլնիյա ուղեծիրն առաջին անգամ օգտագործվել է նույն անունով կապի արբանյակի կողմից։ Երկու անհաջող մեկնարկից և մեկ արբանյակի 1964 թվականի ձախողումից հետո, այս ուղեծիրն օգտագործած առաջին հաջողակ արբանյակը՝ «Մոլնիյա 1-1»-ը, տիեզերք արձակվեց 1965 թվականի ապրիլի 23-ին: Վաղ «Մոլնիյա-1» արբանյակները օգտագործվել են քաղաքացիական հեռուստատեսության, հեռահաղորդակցության և հեռահար ռազմական կապի համար, սակայն դրանք նաև հագեցած են եղել եղանակի մոնիթորինգի համար օգտագործվող տեսախցիկներով, որոնք հնարավոր է, որ գնահատում էին «մաքուր» տարածքներ հետագայում դրանք Զենիթ լրտես արբանյակներով դիտարկելու համար: Սկզբնական «Մոլնիյա» արբանյակները մոտավորապես 1,5 տարի էին գործում, քանի որ դրանց ուղեծրերը խաթարվում էին խոտորումների պատճառով, և դրանք պետք է անընդհատ փոխարինվեին:

Հաջորդող շարքը՝ «Մոլնիյա-2»-ը, ապահովում էր ինչպես ռազմական, այնպես էլ քաղաքացիական հեռարձակում և օգտագործվեց Օրբիտա հեռուստատեսային ցանց ստեղծելու համար, որը տարածվում էր Խորհրդային Միության տարածքում։ Սրանք, իրենց հերթին, փոխարինվեցին «Մոլնիյա-3» արբանյակներով: 1997 թվականին սկսեցին նախագծել էր «Մայակ» անունով արբանյակ՝ «Մոլնիյա» արբանյակները լրացնելու և փոխարինելու համար, սակայն նախագիծը չեղարկվեց, և «Մոլնիյա-3»-ը փոխարինվեց Մերիդիան արբանյակներով, որոնցից առաջինը տիեզերք արձակվեց 2006 թվականին: Խորհրդային ՈւՍ-Կ վաղ նախազգուշացման արբանյակները, որոնք հետևում էին ամերիկյան հրթիռների արձակումներին, արձակվել են Մոլնիյա ուղեծրերում 1967 թվականից՝ որպես Օկո համակարգի մաս:

1971 թվականից սկսած՝ ամերիկյան Ջամպսիթ և Թրամփեթ ռազմական արբանյակները արձակվում էին Մոլնիյա ուղեծիրներ (և հնարավոր է՝ օգտագործվում էին Մոլնիյա արբանյակներից խորհրդային հաղորդակցությունները որսալու համար): 2019 թվականի դրությամբ այս երկու նախագծերի մասին մանրամասն տեղեկատվությունը մնում է գաղտնի: Այս արբանյակներին հաջորդեց ամերիկյան ԱՏՀ արբանյակների խումբը, որը գործում էր Մոլնիյա և գեոհաստատուն ուղեծրերի խառնուրդով: Այս արբանյակները օգտագործվում էին ստորև թռչող արբանյակներից ազդանշանները Միացյալ Նահանգների գետնային կայաններ փոխանցելու համար և ակտիվ են եղել 1976 թվականից: Ռուսական «Տյուլպա»ն անունով արբանյակները նախագծվել են 1994 թվականին՝ բարձր լայնություններում հաղորդակցությունը ապահովելու համար, սակայն այդ նախագիծը չի անցել պլանավորման փուլից այն կողմ:

2015 և 2017 թվականներին Ռուսաստանը Մոլնիյա ուղեծիր է արձակել երկու «Տունդրա» արբանյակներ, չնայած իրենց անվանմանը, որպես իր ԵԿՍ վաղ նախազգուշացման համակարգի մաս:

## Օգտագործում
[thumb|Նկար 3. Մոլնիյա ուղեծրի [գետնային հետքը։ Ուղեծրի աշխատանքային մասում (ապոգեյի յուրաքանչյուր կողմում չորս ժամ), արբանյակը գտնվում է 55,5° հյուսիսային լայնությունից հյուսիս (օրինակ՝ կենտրոնական Շոտլանդիայի, Մոսկվայի և Հուդզոնի ծոցի լայնությունը)։ Այս ուղեծրում գտնվող արբանյակն իր ժամանակի մեծ մասն անցկացնում է հյուսիսային կիսագնդի վրա և արագ անցնում հարավային կիսագնդի վրայով։]]
Նախկին Խորհրդային Միության և մասնավորապես Ռուսաստանի տարածքի մեծ մասը գտնվում է բարձր հյուսիսային լայնություններում։ Այս լայնություններում գեոհաստատուն ուղեծրից (Երկրի հասարակածի վերևում) հեռարձակելու համար անհրաժեշտ է զգալի հզորություն՝ ցածր բարձրության անկյունների և դրա հետ կապված լրացուցիչ հեռավորության և մթնոլորտային թուլացման պատճառով։ 81° լայնությունից վերև գտնվող վայրերը ընդհանրապես չեն կարող դիտվել գեոհաստատուն արբանյակների կողմից, և որպես կանոն, 10°-ից պակաս բարձրության անկյունները կարող են խնդիրներ առաջացնել՝ կախված կապի հաճախականությունից:

Մոլնիյա ուղեծրում գտնվող արբանյակն ավելի հարմար է այս շրջաններում կապի համար, քանի որ այն իր ուղեծրի մեծ հատվածներում ավելի ուղիղ նայում է դրանց վրա։ 40000 կմ ապոգեյ բարձրությամբ և 63,4 աստիճան հյուսիսային լայնության ենթաարբանյակային կետով այն իր ուղեծրի զգալի մասն անցկացնում է՝ գերազանց տեսանելիությամբ հյուսիսային կիսագնդից՝ Ռուսաստանից, ինչպես նաև Հյուսիսային Եվրոպայից, Գրենլանդիայից և Կանադայից:

Մինչդեռ Մոլնիյա ուղեծրերում գտնվող արբանյակները պահանջում են զգալիորեն ավելի քիչ մեկնարկային էներգիա, քան գեոհաստատուն ուղեծրերում գտնվողները (հատկապես բարձր լայնություններից արձակվելիս), նրանց գետնային կայանները կարիք ունեն կառավարվող անտենաների՝ արբանյակին հետևման համար, կապը պետք է փոխվի մի արբանյակից մյուսին, ինչպես նաև հեռավորության փոփոխությունները առաջացնում են ազդանշանի ամպլիտուդի տատանումներ։ Բացի այդ, ավելի հաճախակի է անհրաժեշտ լինում արբանյակի շարժիչների գործարկում կայանի դիրքի շտկման համար: Ի հավելումն, արբանյակը անցնում է Վան Ալենի ճառագայթային գոտու միջով օրական չորս անգամ:

### Հարավային կիսագնդի առաջարկներ
Նմանատիպ ուղեծրերը 90° պերիկենտրոնի արգումենտով կարող են թույլ տալ հարավային կիսագնդի բարձր լայնության ծածկույթ։ Առաջարկվող «Անտարկտիդայի լայնաշերտ ինտերնետային ծրագիրը» պետք է օգտագործեր արբանյակներ շրջված Մոլնիյա ուղեծրում՝ Անտարկտիդայում գտնվող հաճախորդներին լայնաշերտ ինտերնետային ծառայության ապահովման համար: Սկզբում նախագիծը ֆինանսավորվում էր այժմ արդեն չգործող Ավստրալիայի տիեզերական հետազոտությունների ծրագրի կողմից, սակայն այն չի առաջադիմել սկզբնական մշակումից այն կողմ:

### Մոլնիյա արբանյակների խմբեր
Երկրի մեծ տարածքի մշտական ​​բարձր աշխարհագրական լայնության ծածկույթ ապահովելու համար պահանջում է առնվազն երեք արբանյակներից կազմված խումբ: Եթե օգտագործվեն երեք արբանյակներ, ապա յուրաքանչյուր արբանյակ ակտիվ կլինի ութ ժամվա ընթացքում յուրաքանչյուր ուղեծրի համար՝ կենտրոնանալով ապոգեյի շուրջ:

Երկիրը կես պտույտ է կատարում տասներկու ժամում, ուստի Մոլնիյա հաջորդական ուղեծրերի ապոգեյները կփոխարինվեն հյուսիսային կիսագնդի մեկ կեսի և մյուսի միջև: Մոլնիյա սկզբնական ուղեծրի համար ապոգեյները տեղադրված էին Ռուսաստանի և Հյուսիսային Ամերիկայի վրա, բայց փոխելով ծագման հանգույցի երկայնությունը սա կարող է փոփոխվել:

Երեք տիեզերանավի ուղեծրերը պետք է ունենան նույն ուղեծրային պարամետրերը, բայց ծագման հանգույցների տարբեր դիրքեր, որոնց անցումները ապոգեյների վրայով պետք է լինեն 7,97 ժամվա տարբերությամբ: Քանի որ յուրաքանչյուր արբանյակ ունի մոտավորապես ութ ժամ աշխատանքային ժամանակահատված, երբ մեկ արբանյակը իր գագաթնակետային անցումից հետո ճանապարհորդում է չորս ժամ, հաջորդ արբանյակը կմտնի իր աշխատանքային ժամանակահատված, և կապի փոխանցումը մեկից մյուսը կարող է տեղի ունենալ։ Նկատի ունեցեք, որ անցման պահին երկու արբանյակները միմյանցից հեռու են մոտ 1500 կմ, այնպես որ գետնային կայանները պետք է իրենց անտենաները տեղափոխեն ընդամենը մի քանի աստիճանով՝ նոր արբանյակի հետ կապը պահելու համար

## Հատկություններ
Մոլնիյա տիպիկ ուղեծիրն ունի հետևյալ հատկությունները՝
* Պերիկենտրոնի արգումենտը՝ 270°
* Թեքումը՝ 63,4°
* Պարբերությունը՝ 718 րոպե
* Էքսցենտրիսիտետը՝ 0.74
* Մեծ կիսաառանցքը՝ 26600 կմ

### Պերիկենտրոնի արգումենտ
Պերիկենտրոնի արգումենտը սահմանված է 270°-ի վրա, ինչը հանգեցնում է արբանյակի ապոգեյի իր ուղեծրի ամենահյուսիսային կետում։ Հարավային կիսագնդի վրա ապագա կիրառությունների համար այն կսահմանվի 90°-ի վրա:

### Ուղեծրի թեքում
Ընդհանուր առմամբ, Երկրի սեղմվածությունը խոտորում է պերիկենտրոնի արգումենտը (\omega), այնպես որ այն աստիճանաբար փոխվում է ժամանակի ընթացքում։ Եթե հաշվի առնենք միայն առաջին կարգի գործակիցը J_2, պերիգեյը կփոխվի ստորև հավասարման համաձայն, եթե այն անընդհատ չշտկվի արբանյակի շարժիչների այրումներով։

{(1-e^2)^2}}}

որտեղ i-ն ուղեծրի թեքումն է, e-ը՝ էքսցենտրիսիտետը, n-ը՝ միջին շարժումը աստիճաններով մեկ օրում, J_2-ը՝ խանգարող գործոնը, R_E-ը՝ Երկրի շառավիղը, a-ը՝ մեծ կիսաառանցքը, իսկ \dot{\omega}-ն չափվում է աստիճաններով մեկ օրում։

Այս վառելիքի ծախսից խուսափելու համար Մոլնիյա ուղեծիրն օգտագործում է 63,4° թեքում, որի դեպքում 4-5\sin^2{i} գործակիցը զրո է, այնպես որ պերիգեյի դիրքը ժամանակի ընթացքում չի փոխվում: Այս կերպ նախագծված ուղեծիրը կոչվում է սառեցված ուղեծիր։

### Ուղեծրային պարբերություն
Որպեսզի ապահովվի, որ կապը գետնային կայանների հետ կրկնվի յուրաքանչյուր 24 ժամը մեկ, պարբերությունը պետք է լինի մոտ կես աստղային օր, պահպանելով ապոգեյների երկայնությունները հաստատուն։

Այնուամենայնիվ, Երկրի սեղմվածությունը նաև խանգարում է ծագման հանգույցի (\Omega) ուղիղ ծագմանը, փոխելով հանգույցային պարբերությունը և պատճառ դառնալով գետնի հետքի տեղաշարժի ժամանակի ընթացքում ստորև հավասարման մեջ ցույց տրված արագությամբ։

 {(1-e^2)^2}}}

որտեղ \dot{\Omega}-ը չափվում է աստիճաններով մեկ օրում:

Քանի որ Մոլնիյա ուղեծրի թեքումը ֆիքսված է (ինչպես վերևում է նշված), այս պերտուրբացիան կազմում է \dot{\Omega} = -0,3 աստիճան մեկ օրում։ Փոխհատուցելու համար, ուղեծրային պարբերությունը կարգավորվում է այնպես, որ ապոգեյի երկայնությունը բավականաչափ փոխվի՝ այս ազդեցությունը չեզոքացնելու համար:

### Էքսցենտրիսիտետ
Ուղեծրի էքսցենտրիսիտետը հիմնված է նրա ապոգեյի և պերիգեի բարձրությունների տարբերությունների վրա։ Արբանյակի ապոգեյի վրա անցկացրած ժամանակը մեծացնելու համար էքսցենտրիսիտետը պետք է սահմանվի հնարավորինս բարձր։ Այնուամենայնիվ, պերիգեյը պետք է լինի բավականաչափ բարձր, որպեսզի արբանյակը մնա մթնոլորտից զգալիորեն բարձր (~600 կմ)՝ դիմադրության ուժը նվազագույնի հասցնելու համար, իսկ ուղեծրային պարբերությունը պետք է պահպանվի մոտավորապես կես աստղային օրվա սահմաններում (ինչպես վերևում է)։ Այս երկու գործոնները սահմանափակում են էքսցենտրիսիտետը, որը դառնում է մոտավորապես 0,737:

### Մեծ կիսաառանցք
Մոլնիյա ուղեծրում արբանյակի ճշգրիտ բարձրությունը տարբերվում է առաքելությունների միջև, բայց տիպիկ ուղեծիրը ունենում է մոտավորապես 600 կմ պերիգեյ բարձրություն և 39700 կմ ապոգեյ բարձրություն, մեծ կիսաառանցքի համար՝ 26600 կմ:

## Մոդելավորում
Մոլնիյա ուղեծրերով արբանյակներին հետևելու համար գիտնականները օգտագործում են SDP4 պարզեցված խոտորումների մոդելը, որը հաշվարկում է արբանյակի դիրքը՝ հիմնվելով ուղեծրի ձևի, դիմադրության, ճառագայթման, Արեգակի և Լուսնի ձգողականության էֆեկտների և Երկրի ռեզոնանսային պայմանների վրա:

## Տես նաև
* Ուղեծիր
* Տունդրա-ուղեծիր

## Ծանոթագրություններ

## Արտաքին հղումներ
* Illustration of the communication geometry provided by satellites in 12-hour Molniya orbits (video)

Կատեգորիա:Աստղադինամիկա
Կատեգորիա:Երկնային մեխանիկա
Կատեգորիա:Ուղեծրեր