Средняя околоземная орбита

Масштабная схема низкой, средней и высокой околоземной орбиты

Средняя околоземная орбита ( MEO ) — это околоземная орбита с высотой выше низкой околоземной орбиты (LEO) и ниже высокой околоземной орбиты (HEO) — от 2000 до 35 786 км (от 1243 до 22 236 миль) над уровнем моря. ^[1]

Граница между MEO и LEO — это произвольная высота, выбранная общепринятым соглашением, тогда как граница между MEO и HEO — это определенная высота геосинхронной орбиты , на которой спутнику требуется 24 часа, чтобы облететь Землю, то есть тот же период, что и у Земли. вращение. Все спутники на средней околоземной орбите имеют период обращения менее 24 часов, при этом минимальный период (для круговой орбиты на наименьшей высоте средней околоземной орбиты) около 2 часов. ^[2]

Спутники на средних околоземных орбитах подвергаются воздействию давления солнечной радиации, которое является доминирующей негравитационной возмущающей силой. ^[3] Другие возмущающие силы включают в себя: альбедо Земли , тягу навигационной антенны и тепловые эффекты, связанные с повторным тепловым излучением.

Регион MEO включает в себя две зоны энергичных заряженных частиц над экватором, известные как радиационные пояса Ван Аллена , которые могут повредить электронные системы спутников без специальной защиты. ^[4]

Среднюю околоземную орбиту иногда называют средней околоземной орбитой. ^[1] или промежуточная круговая орбита ( ICO ). ^[2]

Приложения

Особое значение имеют две средние околоземные орбиты. Спутник на полусинхронной орбите на высоте примерно 20 200 километров (12 600 миль) имеет орбитальный период 12 часов и каждый день проходит над одними и теми же двумя точками на экваторе. ^[1] Эта надежно прогнозируемая орбита используется Глобальной системы позиционирования (GPS) созвездием . ^[2] Другие навигационные спутниковые системы используют аналогичные средние околоземные орбиты, включая ГЛОНАСС (высота 19 100 километров, 11 900 миль), ^[5] Галилей (высота 23 222 километра, 14 429 миль) ^[6] и Бэйдоу (высота 21 528 километров (13 377 миль). ^[7]

Орбита «Молния» имеет большое наклонение 63,4° и высокий эксцентриситет 0,722 с периодом 12 часов, поэтому большую часть своей орбиты спутник проводит над выбранной областью в высоких широтах. Эта орбита использовалась (ныне несуществующими) североамериканскими спутниками Sirius Satellite Radio и XM Satellite Radio , а также российскими военными спутниками связи «Молния» , в честь которых она названа. ^[1]

Спутники связи на MEO включают созвездия O3b и O3b mPOWER для с малой задержкой широкополосной связи и обратной связи с морскими, воздушными и удаленными точками (с высотой 8063 километра (5010 миль)). ^[8]

На средней околоземной орбите также выведены спутники связи для покрытия Северного и Южного полюса. ^[9]

Telstar 1, экспериментальный спутник связи, запущенный в 1962 году, находился на орбите средней околоземной орбиты. ^[10]

В мае 2022 года казахстанский оператор мобильной связи Kcell , а также владелец и оператор спутниковой связи SES SES O3b MEO использовали спутниковую группировку , чтобы продемонстрировать, что спутники MEO можно использовать для обеспечения высокоскоростного мобильного Интернета в отдаленных регионах Казахстана для надежных видеозвонков и конференций. и потоковая передача, и просмотр веб-страниц с задержкой (задержкой) в пять раз меньшей, чем на существующей платформе на базе спутников на геостационарной орбите . ^[11]^[12]

В сентябре 2023 года спутниковый оператор SES анонсировал первую услугу спутникового интернета, использующую спутниковые группировки как на средней орбите, так и на низкой околоземной орбите (LEO) . Сервис SES Cruise mPOWERED + Starlink будет использовать спутники SES O3b mPOWER MEO и SpaceX LEO от систему Starlink для предоставления пассажирам круизных лайнеров доступа в Интернет, социальных сетей и видеозвонков со скоростью до 3 Гбит/с на судно в любой точке мира. Впоследствии, в феврале 2024 года, SES объявила, что Virgin Voyages станет первой круизной линией, которая развернет эту услугу. ^[13]^[14]^[15]

Космический мусор

Космический мусор на средней околоземной орбите практически постоянно вращается вокруг Земли. Большая часть космического мусора простирается на самые низкие высокие околоземные орбиты сразу за краем средней околоземной орбиты, где находятся геостационарные спутники и где после окончания их использования они остаются на аналогичных орбитах, так называемых орбитах кладбища .

См. также

Пояснительные примечания

^ Орбитальные периоды и скорости рассчитываются по соотношениям 4π ²Р ³ = Т ²ГМ и Ви ²R = GM , где R — радиус орбиты в метрах; Т — орбитальный период в секундах; V – орбитальная скорость, м/с; G — гравитационная постоянная, примерно 6,673 × 10. ⁻¹¹ Нм ²/кг ²; M — масса Земли, примерно 5,98 × 10. ²⁴ кг (1,318 × 10 ²⁵ фунт).
^ Примерно в 8,6 раз, когда Луна находится ближе всего (т.е. ⁠ 363 104 км / 42 164 км ⁠ ) , в 9,6 раза, когда Луна находится дальше всего (т. е. ⁠ 405 696 км / 42 164 км ⁠ ) .

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Каталог околоземных спутниковых орбит . Земная обсерватория НАСА. 4 сентября 2009 г. По состоянию на 2 мая 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Определения геоцентрических орбит от Центра космических полетов Годдарда» . Руководство по поддержке пользователей: платформы . Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 года . Проверено 8 июля 2012 года .
^ Бури, Гжегож; Сосьница, Кшиштоф; Зайдел, Радослав; Стругарек, Дариуш (февраль 2020 г.). «К орбитам Галилея диаметром 1 см: проблемы моделирования возмущающих сил» . Журнал геодезии . 94 (2): 16. Бибкод : 2020JGeod..94...16B . дои : 10.1007/s00190-020-01342-2 .
^ "Популярные орбиты 101" . Аэрокосмическая безопасность. 26 октября 2020 г. По состоянию на 2 мая 2021 г.
^ «Глобальная навигационная система ГЛОНАСС: развитие и использование в XXI веке» . 34-е ежегодное совещание по точному времени и временным интервалам (PTTI). 2002. Архивировано из оригинала 29 июня 2011 года . Проверено 28 февраля 2019 г.
^ Спутники Галилео .
^ Сигнал навигационной спутниковой системы BeiDou в космосе . Китайское бюро спутниковой навигации. Декабрь 2013 г. Доступ 2 мая 2021 г.
^ Спутники O3b
^ Основы спутников: преимущества решения . Архивировано 19 ноября 2013 г. на archive.today .
^ «Средняя околоземная орбита» . Интернет в небе . Архивировано из оригинала 9 июня 2017 г. Проверено 4 января 2007 г.
^ Kcell, демонстрация SES O3b, Обновление связи с удаленными мобильными услугами через спутник . 26 мая 2022 г. По состоянию на 30 мая 2022 г.
^ «Kcell и SES успешно продемонстрировали возможность подключения сотовой сети в Казахстане» (Пресс-релиз). СЭС. 25 мая 2022 г. Проверено 30 мая 2022 г.
^ SES объединяется со Starlink для пакетного подключения для круизного сегмента через спутник. 13 сентября 2023 г. По состоянию на 27 февраля 2024 г.
^ «SES представляет первую в круизной индустрии интегрированную услугу MEO-LEO со Starlink» (пресс-релиз). СЭС. 13 сентября 2023 г. Проверено 27 февраля 2024 г.
^ Virgin Voyages представляет новый улучшенный интернет-пакет с новостями круизной индустрии SES. 26 февраля 2024 г. По состоянию на 27 февраля 2024 г.

[1] Орбитальные периоды и скорости рассчитываются по соотношениям 4π ²Р ³ = Т ²ГМ и Ви ²R = GM , где R — радиус орбиты в метрах; Т — орбитальный период в секундах; V – орбитальная скорость, м/с; G — гравитационная постоянная, примерно 6,673 × 10. ⁻¹¹ Нм ²/кг ²; M — масса Земли, примерно 5,98 × 10. ²⁴ кг (1,318 × 10 ²⁵ фунт).

[2] Примерно в 8,6 раз, когда Луна находится ближе всего (т.е. ⁠ 363 104 км / 42 164 км ⁠ ) , в 9,6 раза, когда Луна находится дальше всего (т. е. ⁠ 405 696 км / 42 164 км ⁠ ) .

[NASA_EO-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Каталог околоземных спутниковых орбит . Земная обсерватория НАСА. 4 сентября 2009 г. По состоянию на 2 мая 2021 г.

[nasa20120718-4] Jump up to: ^а ^б ^с «Определения геоцентрических орбит от Центра космических полетов Годдарда» . Руководство по поддержке пользователей: платформы . Центр космических полетов имени Годдарда НАСА. Архивировано из оригинала 27 мая 2010 года . Проверено 8 июля 2012 года .

[5] Бури, Гжегож; Сосьница, Кшиштоф; Зайдел, Радослав; Стругарек, Дариуш (февраль 2020 г.). «К орбитам Галилея диаметром 1 см: проблемы моделирования возмущающих сил» . Журнал геодезии . 94 (2): 16. Бибкод : 2020JGeod..94...16B . дои : 10.1007/s00190-020-01342-2 .

[6] "Популярные орбиты 101" . Аэрокосмическая безопасность. 26 октября 2020 г. По состоянию на 2 мая 2021 г.

[7] «Глобальная навигационная система ГЛОНАСС: развитие и использование в XXI веке» . 34-е ежегодное совещание по точному времени и временным интервалам (PTTI). 2002. Архивировано из оригинала 29 июня 2011 года . Проверено 28 февраля 2019 г.

[8] Спутники Галилео .

[9] Сигнал навигационной спутниковой системы BeiDou в космосе . Китайское бюро спутниковой навигации. Декабрь 2013 г. Доступ 2 мая 2021 г.

[10] Спутники O3b

[11] Основы спутников: преимущества решения . Архивировано 19 ноября 2013 г. на archive.today .

[12] «Средняя околоземная орбита» . Интернет в небе . Архивировано из оригинала 9 июня 2017 г. Проверено 4 января 2007 г.

[13] Kcell, демонстрация SES O3b, Обновление связи с удаленными мобильными услугами через спутник . 26 мая 2022 г. По состоянию на 30 мая 2022 г.

[14] «Kcell и SES успешно продемонстрировали возможность подключения сотовой сети в Казахстане» (Пресс-релиз). СЭС. 25 мая 2022 г. Проверено 30 мая 2022 г.

[15] SES объединяется со Starlink для пакетного подключения для круизного сегмента через спутник. 13 сентября 2023 г. По состоянию на 27 февраля 2024 г.

[16] «SES представляет первую в круизной индустрии интегрированную услугу MEO-LEO со Starlink» (пресс-релиз). СЭС. 13 сентября 2023 г. Проверено 27 февраля 2024 г.

[17] Virgin Voyages представляет новый улучшенный интернет-пакет с новостями круизной индустрии SES. 26 февраля 2024 г. По состоянию на 27 февраля 2024 г.

[а]

[б]

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]