Գեոսինքրոն ուղեծիր

thumb|upright=1.3|Անիմացիա (ոչ մասշտաբային), որը ցույց է տալիս Երկրի շուրջ պտտվող գեոսինքրոն արբանյակը
**Գեոսինքրոն ուղեծիրը** (երբեմն կրճատ՝ **ԳՍՈւ**) գեոկենտրոն ուղեծիր է, որի ուղեծրի պարբերությունը համապատասխանում է Երկրի պտույտին իր առանցքի շուրջ՝ 23 ժամ, 56 րոպե և 4 վայրկյան (մեկ աստղային օր): Պտույտի և ուղեծրային պարբերության համաժամանակեցումը (սինքրոնացում) նշանակում է, որ Երկրի մակերևույթին գտնվող դիտորդի համար գեոսինքրոն ուղեծրում գտնվող մարմինը մեկ աստղային օրից հետո վերադառնում է երկնքում ճիշտ նույն դիրքին: Օրվա ընթացքում երկնքում օբյեկտի դիրքը կարող է մնալ անշարժ կամ գծել ուղի՝ սովորաբար 8 թվի տեսքով, որի ճշգրիտ բնութագրերը կախված են ուղեծրի թեքումից և էքսցենտրիսիտետից: Շրջանաձև գեոսինքրոն ուղեծիրն ունի 35786 կմ հաստատուն բարձրություն:

Գեոսինքրոն ուղեծրի հատուկ դեպք է գեոհաստատուն ուղեծիրը (հաճախ կրճատ՝ *ԳՀՈւ*), որը Երկրի հասարակածային հարթության շրջանաձև գեոսինքրոն ուղեծիր է՝ թեքումը և էքսցենտրիսիտետը հավասար է 0-ի։ Գեոհաստատուն ուղեծրում գտնվող արբանյակը երկնքում մնում է նույն դիրքում մակերևույթի վրա գտնվող դիտորդների համար։

Կապի արբանյակներին հաճախ տրվում են գեոհաստատուն կամ գեոհաստատունին մոտ ուղեծիրներ, որպեսզի դրանց հետ կապող արբանյակային անտենաները չշարժվեն, այլ կարողանան մշտապես ուղղորդվել երկնքում այն ​​ֆիքսված դիրքին, որտեղ հայտնվում է արբանյակը։

## Պատմություն
[thumb|ուղղահայաց|Գեոսինքրոն ուղեծիրը հանրաճանաչ դարձավ գիտաֆանտաստիկ գրող [Արթուր Քլարկ միջոցով, և այդ պատճառով այն երբեմն անվանում են Քլարկի ուղեծիր։]]
1929 թվականին Հերման Պոտոչնիկը նկարագրեց և՛ գեոսինքրոն ուղեծիրները ընդհանուր առմամբ, և՛ գեոհաստատուն Երկրի ուղեծրի հատուկ դեպքը մասնավորապես՝ որպես օգտակար ուղեծիրներ տիեզերական կայանների համար: Գեոսինքրոն ուղեծիրը առաջին անգամ հայտնվել է հանրամատչելի գրականության մեջ 1942 թվականի հոկտեմբերին՝ Ջորջ Սմիթի առաջին «Հավասարակողմ Վեներա» պատմվածքում, սակայն Սմիթը մանրամասների մեջ չի մտել։ Բրիտանացի գիտաֆանտաստ հեղինակ Արթուր Քլարկը տարածել և ընդլայնել է այս գաղափարը 1945 թվականին «Արտաերկրային ռելեներ. կարո՞ղ են հրթիռային կայանները ապահովել համաշխարհային ռադիոծածկույթ» վերնագրով հոդվածում, որը հրապարակվել է *[[Էլեկտրոնիկայի աշխարհ]]* ամսագրում։ Քլարկը նշել է կապը «Հավասարակողմ Վեներա» գրքի հետ իր նախաբանում։ Ուղեծիրը, որը Քլարկն առաջին անգամ նկարագրել է որպես օգտակար հեռարձակման և ռելեային կապի արբանյակների համար, երբեմն անվանում են Քլարկի ուղեծիր: Նմանապես, այս ուղեծրում գտնվող արհեստական ​​արբանյակների հավաքածուն հայտնի է որպես Քլարկի Գոտի:

[[Սինքոմ|Սինքոմ 2՝ Առաջին գործող գեոսինքրոն արբանյակը|thumb|left]]

Տեխնիկական տերմինաբանության մեջ գեոսինքրոն ուղեծրերը հաճախ անվանում են գեոհաստատուն, եթե դրանք մոտավորապես գտնվում են հասարակածի վրա, սակայն տերմինները որոշ չափով օգտագործվում են փոխարինելիորեն: Մասնավորապես, **Երկրի գեոսինքրոն ուղեծիրը** (**ԳՍՈւ**) կարող է լինել *Երկրի [[Մերձհասարակածային ուղեծիր|հասարակածային ուղեծիր]]*, կամ *Երկրի [[գեոհաստատուն ուղեծիր]]*:

Առաջին գեոսինքրոն արբանյակը նախագծվել է Հարոլդ Ռոզենի կողմից, երբ նա աշխատում էր Հյուզ Այրքրաֆթում 1959 թվականին: Սպուտնիկ 1-ից ոգեշնչված՝ նա ցանկանում էր օգտագործել գեոհաստատուն (գեոսինքրոն հասարակածային) արբանյակ՝ հաղորդակցությունը գլոբալացնելու համար: Այն ժամանակ ԱՄՆ-ի և Եվրոպայի միջև հեռահաղորդակցությունը հնարավոր էր կազմակերպել միաժամանակ ընդամենը 136 մարդու միջև և կախված էր բարձր հաճախականության ռադիոկապից և ստորջրյա մալուխից:

Այդ ժամանակ ընդունված էր, որ արբանյակը գեոսինքրոն ուղեծիր տեղադրելու համար անհրաժեշտ կլինի չափազանց շատ հրթիռային էներգիա, և այն բավականաչափ երկար չի դիմանա ծախսերը արդարացնելու համար, այսպիսով վաղ արբանյակների համաստեղություններ ստեղծելու նախագծերը ուղղված էին ցածր կամ միջին Երկրի ուղեծրում արբանյակները տեղակայելուն: Դրանցից առաջինը պասիվ Էքո օդապարիկային արբանյակն էր 1960 թվականին, որին հաջորդեց Թելստար 1-ը 1962 թվականին: Չնայած այս նախագծերը դժվարություններ ունեին ազդանշանի հզորության և արբանյակների հետևման հետ, որոնք կարող էին լուծվել գեոսինքրոն արբանյակների միջոցով, հայեցակարգը համարվում էր անիրագործելի, ուստի Հյուզը հրաժարվեց ֆինանսավորել նախագծերը:

Մինչև 1961 թվականը Ռոզենը և նրա թիմը ստեղծել էին 76 սմ տրամագծով, 38 սմ բարձրությամբ, 11,3 կգ քաշով գլանաձև նախատիպ։ Այն թեթև էր և փոքր, բավականաչափ, որպեսզի այն ժամանակ հասանելի հրթիռային տեխնիկայի միջոցով տեղադրվեր ուղեծիր, այն օգտագործում էր սպին կայունացում և դիպոլային անտենա: 1961 թվականի օգոստոսին Ռոզենի թիմը պայմանագիր կնքեց գործող արբանյակի կառուցումը սկսելու համար: Նրանք կորցրեցին Սինքոմ 1-ը էլեկտրոնիկայի խափանման պատճառով, սակայն Սինքոմ 2-ը հաջողությամբ տեղադրվեց գեոսինքրոն ուղեծիր 1963 թվականին։ Չնայած այն ուներ թեքված ուղեծիր և դեռևս պահանջում էր շարժական անտենաներ, այն կարող էր փոխանցել հեռուստատեսային հաղորդումներ և թույլ տվեց ԱՄՆ նախագահ Ջոն Ֆ. Քենեդիին հեռախոսազրույց ունենալ Նիգերիայի վարչապետ Աբուբաքար Թաֆավա Բալեվայի հետ, Նիգերիայի վարչապետը այս զանգի համար այցելել էր Լագոսի նավահանգստում կայանած ամերիկյան նավ, որն էլ ընդունում էր արբանյակային կապի ազդանշանները: Հեռախոսազանգը տեղի է ունեցել 1963 թվականի օգոստոսի 23-ին:

Այսօր կան հարյուրավոր գեոսինքրոն արբանյակներ, որոնք ապահովում են հեռազննում, նավավարություն և կապ:

Չնայած մոլորակի բնակեցված ցամաքային վայրերի մեծ մասն այժմ ունի ցամաքային կապի միջոցներ (միկրոալիքային, օպտիկամանրաթելային), որոնք հաճախ ունեն ուշացումների բացակայության և թողունակության առավելություններ, հեռախոսային հասանելիությունը ծածկում է բնակչության 96%-ը, իսկ ինտերնետի հասանելիությունը՝ 90%-ը 2018 թվականի դրությամբ, որոշ գյուղական և հեռավոր տարածքներ դեռևս կախված են արբանյակային կապից:

## Տեսակներ
### Գեոհաստատուն ուղեծիր

thumb|Գեոհաստատուն արբանյակը (կանաչ) միշտ մնում է հասարակածի նույն նշված կետից վերև (շագանակագույն):
Գեոհաստատուն հասարակածային ուղեծիրը Երկրի հասարակածի հարթության մեջ շրջանաձև գեոսինքրոն ուղեծիր է՝ մոտավորապես 42164 կմ շառավղով (չափված Երկրի կենտրոնից): Նման ուղեծրում գտնվող արբանյակը գտնվում է ծովի միջին մակարդակից մոտավորապես 35786 կմ բարձրության վրա: Այն պահպանում է նույն դիրքը Երկրի մակերևույթի նկատմամբ: Եթե կարելի լիներ տեսնել գեոհաստատուն ուղեծրում գտնվող արբանյակ, այն կթվար, թե կախված է երկնքի նույն կետում, այսինքն՝ չունի օրական շարժում: Այսպիսի ուղեծրերը օգտակար են հեռահաղորդակցության արբանյակների համար:

Կատարյալ կայուն գեոհաստատուն ուղեծիրը իդեալական է, որը կարող է միայն տեսականորեն հաշվարկվել։ Իրականում արբանյակը շեղվում է այս ուղեծրից այնպիսի խանգարումների պատճառով, ինչպիսիք են արեգակնային քամին, լույսի ճնշումը, Երկրի գրավիտացիոն դաշտի տատանումները, ինչպես նաև Լուսնի և Արեգակի գրավիտացիոն ազդեցությունը, այս դեպքերում ուղեծիրը պահպանելու համար օգտագործվում են արբանյակների վրա տեղակայված շարժիչները: 

Ի վերջո, առանց շարժիչների օգտագործման, ուղեծիրը կդառնա թեքված՝ տատանվելով 0°-ից մինչև 15° յուրաքանչյուր 55 տարին մեկ։ Արբանյակի կյանքի ավարտին, երբ վառելիքը մոտենում է սպառմանը, արբանյակի օպերատորները կարող են որոշել բաց թողնել այս թանկարժեք մանևրները՝ թեքումը շտկելու դեպքում և կենտրոնանան միայն էքսցենտրիսիտետի վերահսկման վրա։ Սա երկարացնում է արբանյակի կյանքի տևողությունը, քանի որ այն ժամանակի ընթացքում ավելի քիչ վառելիք է սպառում, սակայն արբանյակը կարող է օգտագործվել միայն Երկրի վրա տեղակայված այն անտենաների կողմից, որոնք կարող են հետևել հյուսիս-հարավ շարժմանը:

Առանց արբանյակի ուղեծրի պահպանման ապահովմա գեոհաստատուն արբանյակները նաև հակված կլինեն տեղաշարժվել երկու կայուն երկայնություններից մեկի՝ 75° և 255°-ի շուրջ:

### Էլիպտիկ և թեքված գեոսինքրոն ուղեծրեր
[left|thumb|Քվազի-[զենիթային արբանյակի անալեման]]
Գեոսինքրոն ուղեծրերում գտնվող շատ մարմիններ ունեն էքսցենտրիկ և/կամ թեքված ուղեծրեր: Էքսցենտրիկությունը ուղեծիրը դարձնում է էլիպտիկ և գետնի վրա գտնվող կայանի տեսանկյունից երկնքում տատանվում է արևելք-արևմուտք ուղղությամբ, մինչդեռ ուղեծրի թեքման հաշվին արբանյակը թեքվում է հասարակածի համեմատ և գետնային կայանից այն դարձնում է հյուսիս-հարավ ուղղությամբ տատանվող: Այս էֆեկտները միասին կազմում են անալեմա, որը ունի 8 թվի նման հետագիծ:

#### Տունդրա ուղեծիր

Տունդրա ուղեծիրը էքսցենտրիկ գեոսինքրոն ուղեծիր է, որը թույլ է տալիս արբանյակին իր ժամանակի մեծ մասն անցկացնել մոլորակի մեկ մասի վերևում: Այն գտնվում է 63.4° թեքման վրա, որը սառեցված ուղեծիր է, ինչը նվազեցնում է արբանյակի դիրքի և ուղեծրի պահպանման անհրաժեշտ շարժիչների գործարկումը: Կոնկրետ տարածքի վրա անընդհատ ծածկույթ ապահովելու համար անհրաժեշտ է առնվազն երկու արբանյակ: Այս ուղեծիրը օգտագործվել է Sirius XM արբանյակային ռադիոկայանի կողմից՝ ԱՄՆ-ի հյուսիսում և Կանադայում ազդանշանի ուժգնությունը բարելավելու համար:

#### Քվազիզենիթային ուղեծիր
Քվազիզենիթային արբանյակային համակարգը չորս արբանյակներից կազմված համակարգ է, որոնք գործում են գեոսինքրոն ուղեծրում՝ 42° թեքմամբ և 0.075 էքսցենտրիսիտետով: Յուրաքանչյուր արբանյակ հիմնականում գտնվում է Ճապոնիայի վերևում, թույլ տալով ազդանշաններին հասնել ընդունիչներին, այնուհետև արագ անցնում է Ավստրալիայի վրայով:

## Արձակում

Գեոհաստատուն արբանյակները արձակվում են դեպի արևելք՝ դեպի հասարակածի պտտման արագությանը համապատասխանող համընթաց ուղեծիր: Արբանյակի արձակման համար հնարավոր ամենափոքր թեքումը արձակման վայրի լայնության թեքումն է, ուստի արբանյակի արձակումը հասարակածին մոտից սահմանափակում է հետագայում անհրաժեշտ ուղեծրի թեքման փոփոխությունների քանակը: Բացի այդ, հասարակածի մոտից արձակումը թույլ է տալիս Երկրի պտույտի արագության հաշվին խթանել արբանյակը:

Տեզերակայաննների մեծ մասից գեոսինքրոն արբանյակները տեղադրվում են անմիջապես գեոսինքրոն փոխանցման ուղեծիր, որը էլիպտիկ ուղեծիր է՝ ապոգեյը գեոհաստատուն ուղեծրի բարձրության վրա և ցածր պերիգեյով։ Այնուհետև արբանյակի շարժիչի միջոցով իրականացվում է ուղղումներ, պերիգեի բարձրացման, շրջանաձև շարժման և գեոհաստատուն ուղեծրին հասնելու համար:

Գեոհաստատուն ուղեծրում հայտնվելուց հետո տիեզերանավերը կարող են փոխել իրենց երկայնական դիրքը՝ կարգավորելով իրենց մեծ կիսաառանցքը այնպես, որ նոր ուղեծրի պարբերությունը լինի ավելի կարճ կամ ավելի երկար, քան աստղային օրը։ Հասնելով ցանկալի երկայնության, տիեզերանավի թռիչքի պարբերությունը վերականգնվում է գեոսինքրոն վիճակի:

## Առաջարկվող ուղեծրեր
### Ստատիտի առաջարկ
Ստատիտը հիպոթետիկ արբանյակ է, որն օգտագործում է Արեգակից եկող լույսի ճնշումը իր արևային առագաստի վրա ուղեծիրը փոփոխելու համար։

Այն կպահպանի իր դիրքը Երկրի մութ կողմում՝ մոտավորապես 30 աստիճան լայնության վրա։ Երկրից դիտողի տեսանկյունից այն կվերադառնար երկնքի նույն կետը յուրաքանչյուր 24 ժամը մեկ, ուստի ֆունկցիոնալ առումով նման կլինի գեոսինքրոն ուղեծրին:

### Տիեզերական վերելակ
Գեոսինքրոն ուղեծրի մեկ այլ օգտագործում է տեսական տիեզերական վերելակը։ Եթե ​​գեոհաստատուն գոտուց վերև պտտվող զանգվածը կապված է Երկրի մակերեսին, և զանգվածը արագացվում է՝ մեկ աստղային օրվան հավասար ուղեծրային պարբերություն պահպանելու համար, ապա քանի որ ուղեծիրն այժմ պահանջում է ավելի շատ ներքև ուղղված ուժ, քան միայն ձգողականության ուժն է ապահովում, վերելակի ճոպանը կձգվի անհրաժեշտ լրացուցիչ կենտրոնախույս ուժով, և այս լարվածությունը կպահպանի վերելակի ճոպանի կառուցվածքը կայունությունը, և վերելակը կկարողանա առարկաներ տեղափոխել դրա երկայնքով վերև/ներքև:

## Արբանյակների հեռացում
thumb|alt=Երկիրը տիեզերքից, շրջապատված փոքր սպիտակ կետերով|Տիեզերական աղբի համակարգչային պատկեր։ Ցուցադրվում են աղբի երկու դաշտեր՝ գեոսինքրոն ուղեծրի և ցածր երկրամերձ ուղեծրի շուրջ։
Քանի որ գեոսինքրոն արբանյակները պահանջում են որոշակի շարժիչների աշխատանք իրենց դիրքում մնալու համար, և երբ նրանց շարժիչի վառելիքը սպառվում է, դրանք տեղափոխվում են ավելի բարձր թաղման ուղեծիր: Արբանյակների ուղեծրից իջեցնելու համար պահանջվում է շատ ավելի շատ վառելիք, քան կօգտագործվեր ուղեծիրը մի փոքր բարձրացնելով։ Թաղման ուղեծրում մթնոլորտային դիմադրությունը աննշան է, ինչը արբանյակներին հազարավոր տարիների կյանքի տևողություն է տալիս:

### Տիեզերական աղբ

Գեոսինքրոն ուղեծրերում պտտվող տիեզերական աղբի կտորները սովորաբար ավելի ցածր բախման արագություն ունի, քան ցածր երկրամերձ ուղեծրում, քանի որ գեոսինքրոն արբանյակների մեծ մասը պտտվում է նույն հարթության և բարձրության վրա, միևնույն արագությամբ։ Սակայն արբանյակների առկայությունը էքսցենտրիկ ուղեծրերում թույլ է տալիս բախումներ մինչև 4 կմ/վ արագությամբ։ Չնայած բախումը համեմատաբար անհավանական է, գեոսինքրոն արբանյակները հնարավորություն չունեն խուսափելու ցանկացած բեկորից:

10 սմ-ից փոքր տրամագծով բեկորները չեն կարող տեսանելի լինել Երկրից, ինչը դժվարացնում է դրանց տարածվածության գնահատումը:

Չնայած ռիսկերի նվազեցման ջանքերին, տիեզերանավի բախումներ տեղի են ունեցել՝ ԵՏԳ հեռահաղորդակցական արբանյակ Օլիմպոս-1-ը 1993 թվականի օգոստոսի 11-ին հարվածվեց ասուպի կողմից և ի վերջո տեղափոխվեց թաղման ուղեծիր,: 2006 թվականին ռուսական Էքսպրես-ԱՄ11 կապի արբանյակը հարվածվեց անհայտ օբյեկտի կողմից և անգործունակ դարձավ, այնուամենայնիվ ինժեներները բավարար արբանյակի հետ կապի ժամանակ ունեին արբանյակը թաղման ուղեծիր տեղափոխելու համար։ 2017 թվականին և՛ AMC-9, և՛ Telkom-1 կապի արբանյակները անհայտ պատճառով քանդվեցին ուղեծրում:

## Հատկություններ
thumb|Գեոսինքրոն արբանյակի թեքման տակ գտնվող ուղեծիրը՝ Երկրից դուրս գտնվող դիտորդի տեսանկյունից և Երկրի շուրջը պտտվող դիտորդի տեսանկյունից՝ իր պտույտի արագությամբ:

Գեոսինքրոն ուղեծիրն ունի հետևյալ հատկությունները՝
* Պարբերություն՝ 1436 րոպե (մեկ աստղային օր)
* Մեծ կիսաառանցք՝ 42164 կմ

### Պարբերություն
Բոլոր գեոսինքրոն ուղեծրերը ունեն ուղեծրի պարբերություն, որը հավասար է ճիշտ մեկ աստղային օրվաՆ Սա նշանակում է, որ արբանյակը կվերադառնա Երկրի մակերևույթից վերև գտնվող միևնույն կետը ամեն (աստղային) օր, անկախ այլ ուղեծրային հատկություններից: Այս ուղեծրային պարբերությունը՝ T-ն, ուղղակիորեն կապված է ուղեծրի մեծ կիսաառանցքի հետ հետևյալ բանաձևի միջոցով.

: T = 2\pi\sqrt{a^3 \over \mu}

որտեղ՝
: -ն ուղեծրի մեծ կիսաառանցքի երկարությունն է
: \mu-ը կենտրոնական մարմնի ստանդարտ գրավիտացիոն պարամետրը է

### Թեքում
Գեոսինքրոն ուղեծիրը կարող է ունենալ ցանկացած թեքում։

Արբանյակները սովորաբար ունեն զրոյական թեքում, ինչը ապահովում է, որ ուղեծիրը միշտ մնա հասարակածի վրա, դարձնելով այն անշարժ լայնության նկատմամբ՝ գետնի վրա դիտորդի տեսանկյունից:

Մեկ այլ տարածված թեքումով ուղեծի է Թունդրա ուղեծիրը՝ 63,4°-ը, այս թեքման անկյունը ապահովում է, որ ուղեծրի պերիկենտրոնի արգումենտը չփոխվի ժամանակի ընթացքում:

### Հետք գետնի վրա
Գեոհաստատուն ուղեծրի հատուկ դեպքում, արբանյակի հետքը գետնի վրա հասարակածի վրա գտնվող մեկ կետ է: Զրոյականից տարբեր թեքման կամ էքսցենտրիկություն ունեցող գեոսինքրոն ուղեծրի ընդհանուր դեպքում, հետքը գետնի վրա ավելի կամ պակաս աղավաղված ութանման ձև ունի, որը աստղային օրը մեկ անգամ վերադառնում է նույն դիրքին:

## Տես նաև
* Գեոհաստատուն ուղեծիր
* Գեոսինքրոն արբանյակ
* Տիեզերանավերի գերեզման
* Բարձր մերձերկրյա ուղեծիր
* Ուղեղծիր
* Ցածր մերձերկրյա ուղեծիր
* Միջին մերձերկրյա ուղեծիր
* Մոլնիյա-ուղեծիր
* Ենթասինքրոն ուղեծիր
* Գերսինքրոն ուղեծիր
* Սինքրոն ուղեծիր

## Ծանոթագրություններ

## Արտաքին հղումներ
* Satellites currently in Geosynchronous Orbit, list updated daily
* Science@NASA – Geosynchronous Orbit
* NASA – Planetary Orbits
* Science Presse data on Geosynchronous Orbits (including historical data and launch statistics)
* Orbital Mechanics (Rocket and Space Technology)

Կատեգորիա:Աստղադինամիկա
Կատեգորիա:Ուղեծրեր