Grattis: du kanske är en ny rymdfarande nation som vill placera en ny ny nyttolast runt jorden. Du har samlat det tekniska kunnandet och försöker bryta de sura obligationerna och gå med i en exklusiv klubb som hittills bara innehåller 14 nationer som kan inhemska rymdflygningar. Nu för den stora frågan: vilken bana ska du välja?
Välkommen till den underbara världen av omloppsmekanik. Visst, satelliter i omloppsbana måste följa Newtons rörelse lagar, eftersom de ständigt "faller" runt jorden utan att slå den. Men det kommer att kosta dig att använda bränsleutgifter och teknisk komplexitet för att uppnå olika typer av banor. Olika typer av banor kan dock användas för att uppnå olika mål.
Den första konstgjorda månen som placerades i låg jordbana var Sputnik 1 som lanserades den 4 oktoberth, 1957. Men redan före rymdålderns gryning insåg visionärer som futurist och science fictionförfattare Arthur C. Clarke värdet av att placera en satellit i en geosynkron bana cirka 35 786 kilometer över jordens yta. Att placera en satellit i en sådan bana håller den i "låssteg" med jorden som roterar under den en gång var tjugofyra timmar.
Här är några av de vanligare banorna riktade av moderna satelliter och deras användning:
Low-Earth Orbit (LEO): Att placera en satellit 700 km över jordens yta som rör sig 27 500 km per timme kommer att leda till att den kretsar runt jorden en gång var 90 minut. Den internationella rymdstationen är i en sådan bana. Satelliter i LEO utsätts också för atmosfäriskt drag och måste förstärkas regelbundet. Genom att starta från jordens ekvator får du ett initialt gratis maximalt 1.670 km / timme upp till bana österut. För övrigt är ISS: s höga lutningsbana med 52 grader en kompromiss som säkerställer att den kan nås från olika lanseringsplatser över hela världen.
Låg jordbana blir också trångt med rymdskräp, och incidenter som det framgångsrika anti-satellitmisseltestet 2007 från Kina, och 2009-kollisionen av Iridium 33 och den nedlagda satelliten Kosmos-2251 har båda duschat låg jordbana med tusentals extra bitar av skräp och hjälpte inte situationen så mycket. Det har gjorts uppmaningar att göra reentry-teknikstandard för framtida satelliter, och detta kommer att bli viktigast med tillkomsten av flockar av nano och CubeSats i LEO.
Sun-Synchronous Orbit: Detta är en mycket lutande retrogradbana som säkerställer att belysningsvinkeln på jorden nedan är konsekvent vid flera passeringar. Även om det krävs en hel del energi för att nå en solsynkron bana - plus en komplex distribueringsmanöver känd som ett 'hundben' - är denna typ av bana önskvärd för jordobservationsuppdrag. Det är också en favorit för spionsatelliter, och du kommer att märka att många nationer som syftar till att sätta upp sina första satelliter kommer att använda det uttalade målet för "jordobservation" för att fältas egen spionsatelliter.
Molyina-omloppsbana: En starkt lutande elliptisk bana designad av ryssarna, en molyina-omloppsbana tar 12 timmar att slutföra, placera satelliten över en halvklot för 2 / 3rds av sin omloppsbana och återföra den tillbaka över samma geografiska punkt en gång var 24 timmar.
En halvsynkron bana: En 12-timmars elliptisk bana som liknar en Molyina-bana, en semisynkron bana föredras av Global Positioning Satellites.
Geosynkron bana: Den nämnda punkten 35 786 km över jordens yta där en satellit förblir fixerad över en viss longitud.
Geostationär bana: Placera en GEO-satellit i en bana med en nollgradsbana och den anses geostationär. Ibland kallas också en Clarke-bana, den här platsen är extremt stabil, och satelliter placerade där kan förbli i omloppsbana i miljoner år.
2012 lanserades EchoStar XVI-satelliten mot GEO med tidskapselskivan De sista bilderna av just den anledningen. Det är mycket möjligt att GEO sats i miljoner år från och med nu är de primära artefakter som återstår från den tidiga 1900-talets 21-talets civilisation.
Lagrange-punktbanor: matematikern Joseph-Louis Lagrange från 1700-talet gjorde observationen att flera stabila punkter finns i alla tre kroppssystem. Dessa platser kallas Lagrange-punkter och fungerar som stora stabila positioner för att placera observatorier. Solar Heliospheric Observatory (SOHO) sitter vid L1-punkten för att ge det en kontinuerlig utsikt över solen; James Webb rymdteleskopet är på väg 2018 för L2-punkten bortom månen. För att stanna på stationen nära en LaGrange-punkt måste en satellit ange en Lissajous- eller Halo-bana runt den imaginära Lagrange-punkten i rymden.
Alla dessa banor har för- och nackdelar. Till exempel är atmosfärisk drag inte ett problem i geosynkron bana, även om det kräver flera ökar och överför bana manöver för att uppnå. Och som med alla plan lägger komplexiteten också till fler möjligheter för saker att misslyckas, och strandar en satellit i fel bana. Rysslands Phobos-Grunt-uppdrag led just ett sådant öde efter lanseringen 2011 när dess Fregat-övre etapp misslyckades med att fungera ordentligt och strandade det interplanetära rymdskeppet i jorden omloppsbana. Phobos-Grunt kraschade tillbaka till jorden över södra Stilla havet den 15 januarith, 2012.
Rymden är en tuff affär, och det är viktigt att placera saker i rätt bana!
-Söker du jaga efter satelliter från din trädgård? En bra online-resurs att börja med i Heavens-Above.
