विषुवतीय कक्षा. भूस्थैतिक कक्षा

जिस प्रकार थिएटर में सीटें किसी प्रदर्शन पर अलग-अलग दृष्टिकोण प्रदान करती हैं, उसी प्रकार विभिन्न उपग्रह कक्षाएँ भी परिप्रेक्ष्य प्रदान करती हैं, प्रत्येक का एक अलग उद्देश्य होता है। कुछ सतह पर एक बिंदु के ऊपर मंडराते हुए दिखाई देते हैं, जिससे पृथ्वी के एक तरफ का निरंतर दृश्य मिलता है, जबकि अन्य हमारे ग्रह का चक्कर लगाते हुए एक दिन में कई स्थानों से गुजरते हुए दिखाई देते हैं।

कक्षाओं के प्रकार

उपग्रह कितनी ऊंचाई पर उड़ते हैं? पृथ्वी के निकट की कक्षाएँ तीन प्रकार की होती हैं: उच्च, मध्यम और निम्न। उच्चतम स्तर पर, सतह से सबसे दूर, एक नियम के रूप में, कई मौसम और कुछ संचार उपग्रह स्थित हैं। मध्यम-पृथ्वी की कक्षा में घूमने वाले उपग्रहों में नेविगेशन और एक विशिष्ट क्षेत्र की निगरानी के लिए डिज़ाइन किए गए विशेष उपग्रह शामिल हैं। नासा के अर्थ ऑब्जर्विंग सिस्टम बेड़े सहित अधिकांश वैज्ञानिक अंतरिक्ष यान निचली कक्षा में हैं।

उनकी गति की गति उस ऊंचाई पर निर्भर करती है जिस पर उपग्रह उड़ते हैं। जैसे-जैसे आप पृथ्वी के करीब आते हैं, गुरुत्वाकर्षण मजबूत हो जाता है और गति तेज हो जाती है। उदाहरण के लिए, नासा के एक्वा उपग्रह को लगभग 705 किमी की ऊंचाई पर हमारे ग्रह की परिक्रमा करने में लगभग 99 मिनट लगते हैं, जबकि सतह से 35,786 किमी दूर स्थित एक मौसम विज्ञान उपकरण को 23 घंटे, 56 मिनट और 4 सेकंड लगते हैं। पृथ्वी के केंद्र से 384,403 किमी की दूरी पर चंद्रमा 28 दिनों में एक चक्कर पूरा करता है।

वायुगतिकीय विरोधाभास

उपग्रह की ऊंचाई बदलने से इसकी कक्षीय गति भी बदल जाती है। यहां एक विरोधाभास है. यदि कोई उपग्रह ऑपरेटर अपनी गति बढ़ाना चाहता है, तो वह इसे गति देने के लिए केवल इंजन चालू नहीं कर सकता है। इससे कक्षा (और ऊंचाई) बढ़ जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप गति में कमी आएगी। इसके बजाय, आपको उपग्रह की गति की दिशा के विपरीत दिशा में इंजन शुरू करना चाहिए, यानी ऐसी कार्रवाई करनी चाहिए जिससे पृथ्वी पर गति धीमी हो जाए वाहन. यह क्रिया इसे नीचे ले जाएगी, जिससे गति में वृद्धि होगी।

कक्षा की विशेषताएँ

ऊंचाई के अलावा, उपग्रह का पथ विलक्षणता और झुकाव की विशेषता रखता है। पहला कक्षा के आकार से संबंधित है। कम विलक्षणता वाला एक उपग्रह वृत्ताकार के निकट प्रक्षेप पथ पर चलता है। एक विलक्षण कक्षा का आकार दीर्घवृत्त जैसा होता है। अंतरिक्ष यान से पृथ्वी की दूरी उसकी स्थिति पर निर्भर करती है।

झुकाव भूमध्य रेखा के सापेक्ष कक्षा का कोण है। एक उपग्रह जो भूमध्य रेखा के ठीक ऊपर परिक्रमा करता है उसका झुकाव शून्य होता है। यदि कोई अंतरिक्ष यान उत्तरी और के ऊपर से गुजरता है दक्षिणी ध्रुव(भौगोलिक, चुंबकीय नहीं), इसका झुकाव 90° है।

सभी मिलकर - ऊंचाई, विलक्षणता और झुकाव - उपग्रह की गति निर्धारित करते हैं और पृथ्वी उसके दृष्टिकोण से कैसी दिखेगी।

पृथ्वी के निकट ऊँचा

जब उपग्रह पृथ्वी के केंद्र से ठीक 42,164 किमी (सतह से लगभग 36 हजार किमी) दूर पहुंचता है, तो यह एक ऐसे क्षेत्र में प्रवेश करता है जहां इसकी कक्षा हमारे ग्रह के घूर्णन से मेल खाती है। चूँकि यान पृथ्वी के समान गति से आगे बढ़ रहा है, यानी, इसकी परिक्रमा अवधि 24 घंटे है, यह एक ही देशांतर पर स्थिर प्रतीत होता है, हालाँकि यह उत्तर से दक्षिण की ओर बह सकता है। इस विशेष उच्च कक्षा को जियोसिंक्रोनस कहा जाता है।

उपग्रह भूमध्य रेखा के ठीक ऊपर एक वृत्ताकार कक्षा में घूमता है (विलक्षणता और झुकाव शून्य है) और पृथ्वी के सापेक्ष स्थिर रहता है। यह सदैव अपनी सतह पर एक ही बिंदु से ऊपर स्थित होता है।

उच्च अक्षांशों पर अवलोकन के लिए मोलनिया कक्षा (झुकाव 63.4°) का उपयोग किया जाता है। भूस्थैतिक उपग्रह भूमध्य रेखा से बंधे होते हैं, इसलिए वे सुदूर उत्तरी या दक्षिणी क्षेत्रों के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं। यह कक्षा काफी विलक्षण है: अंतरिक्ष यान एक विस्तारित दीर्घवृत्त में चलता है जिसके एक किनारे के करीब पृथ्वी स्थित है। चूँकि उपग्रह गुरुत्वाकर्षण द्वारा त्वरित होता है, इसलिए जब यह हमारे ग्रह के करीब होता है तो यह बहुत तेज़ी से आगे बढ़ता है। जैसे-जैसे यह दूर जाता है, इसकी गति धीमी हो जाती है, इसलिए यह पृथ्वी से सबसे दूर किनारे पर अपनी कक्षा के शीर्ष पर अधिक समय बिताता है, जिसकी दूरी 40 हजार किमी तक पहुंच सकती है। कक्षीय अवधि 12 घंटे है, लेकिन उपग्रह इस समय का लगभग दो-तिहाई हिस्सा एक गोलार्ध में व्यतीत करता है। अर्ध-समकालिक कक्षा की तरह, उपग्रह हर 24 घंटे में उसी पथ का अनुसरण करता है इसका उपयोग सुदूर उत्तर या दक्षिण में संचार के लिए किया जाता है।

पृथ्वी के निकट निम्न

अधिकांश वैज्ञानिक उपग्रह, कई मौसम संबंधी उपग्रह और अंतरिक्ष स्टेशन लगभग गोलाकार निचली-पृथ्वी कक्षा में हैं। उनका झुकाव इस बात पर निर्भर करता है कि वे क्या निगरानी कर रहे हैं। टीआरएमएम को उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में वर्षा की निगरानी के लिए लॉन्च किया गया था, इसलिए इसका झुकाव अपेक्षाकृत कम (35°) है, जो भूमध्य रेखा के करीब रहता है।

नासा के कई अवलोकन प्रणाली उपग्रहों की कक्षा निकट-ध्रुवीय, उच्च-झुकाव वाली है। अंतरिक्ष यान 99 मिनट की अवधि में पृथ्वी के चारों ओर एक ध्रुव से दूसरे ध्रुव तक घूमता है। इसका आधा समय हमारे ग्रह के दिन की ओर से गुजरता है, और ध्रुव पर यह रात की ओर मुड़ जाता है।

जैसे ही उपग्रह चलता है, पृथ्वी उसके नीचे घूमती है। जब तक यान प्रकाशित क्षेत्र की ओर बढ़ता है, तब तक वह अपनी अंतिम कक्षा के क्षेत्र से सटे क्षेत्र के ऊपर होता है। 24 घंटे की अवधि में, ध्रुवीय उपग्रह पृथ्वी के अधिकांश भाग को दो बार कवर करते हैं: एक बार दिन के दौरान और एक बार रात में।

सूर्य-समकालिक कक्षा

जिस प्रकार भू-समकालिक उपग्रहों को भूमध्य रेखा के ऊपर स्थित होना चाहिए, जो उन्हें एक बिंदु से ऊपर रहने की अनुमति देता है, ध्रुवीय परिक्रमा करने वाले उपग्रहों में एक ही समय पर रहने की क्षमता होती है। उनकी कक्षा सूर्य-तुल्यकालिक है - जब अंतरिक्ष यान भूमध्य रेखा को पार करता है, तो स्थानीय सौर समयहमेशा एक ही। उदाहरण के लिए, टेरा उपग्रह हमेशा सुबह 10:30 बजे ब्राज़ील के ऊपर से गुजरता है। 99 मिनट बाद इक्वाडोर या कोलम्बिया पर अगली क्रॉसिंग भी स्थानीय समयानुसार 10:30 बजे होती है।

सूर्य-समकालिक कक्षा विज्ञान के लिए आवश्यक है क्योंकि यह अनुमति देती है सूरज की रोशनीपृथ्वी की सतह पर, हालाँकि यह मौसम के आधार पर अलग-अलग होगा। इस स्थिरता का मतलब है कि वैज्ञानिक प्रकाश में बहुत बड़े उछाल के बारे में चिंता किए बिना कई वर्षों में एक ही मौसम से हमारे ग्रह की छवियों की तुलना कर सकते हैं, जो परिवर्तन का भ्रम पैदा कर सकता है। सूर्य-समकालिक कक्षा के बिना, समय के साथ उन्हें ट्रैक करना और जलवायु परिवर्तन का अध्ययन करने के लिए आवश्यक जानकारी एकत्र करना मुश्किल होगा।

यहां साथी का रास्ता बहुत सीमित है. यदि यह 100 किमी की ऊंचाई पर है, तो कक्षा का झुकाव 96° होना चाहिए। कोई भी विचलन अस्वीकार्य होगा. चूँकि वायुमंडलीय प्रतिरोध और सूर्य और चंद्रमा का गुरुत्वाकर्षण बल अंतरिक्ष यान की कक्षा को बदलते हैं, इसलिए इसे नियमित रूप से समायोजित किया जाना चाहिए।

कक्षा में अंतःक्षेपण: प्रक्षेपण

किसी उपग्रह को प्रक्षेपित करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिसकी मात्रा प्रक्षेपण स्थल के स्थान, उसकी गति के भविष्य के प्रक्षेप पथ की ऊंचाई और झुकाव पर निर्भर करती है। दूर की कक्षा में जाने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। महत्वपूर्ण झुकाव वाले उपग्रह (उदाहरण के लिए, ध्रुवीय) भूमध्य रेखा का चक्कर लगाने वाले उपग्रहों की तुलना में अधिक ऊर्जा-गहन होते हैं। कम झुकाव वाली कक्षा में प्रवेश को पृथ्वी के घूर्णन से सहायता मिलती है। 51.6397° के कोण पर गति करता है। यह आवश्यक है ताकि अंतरिक्ष शटल और रूसी मिसाइलेंउस तक पहुंचना आसान था. आईएसएस की ऊंचाई 337-430 किमी है। दूसरी ओर, ध्रुवीय उपग्रहों को पृथ्वी की गति से कोई सहायता नहीं मिलती है, इसलिए समान दूरी तक बढ़ने के लिए उन्हें अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

समायोजन

एक बार उपग्रह प्रक्षेपित होने के बाद उसे एक निश्चित कक्षा में बनाए रखने का प्रयास करना चाहिए। चूँकि पृथ्वी एक पूर्ण गोला नहीं है, इसलिए कुछ स्थानों पर इसका गुरुत्वाकर्षण अधिक मजबूत है। यह असमानता, सूर्य, चंद्रमा और बृहस्पति (सबसे विशाल ग्रह) के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के साथ सौर परिवार), कक्षा का झुकाव बदल देता है। अपने पूरे जीवनकाल में, GOES उपग्रहों को तीन या चार बार समायोजित किया गया है। नासा के कम-परिक्रमा वाले वाहनों को सालाना अपना झुकाव समायोजित करना होगा।

इसके अलावा, निकट-पृथ्वी उपग्रह वायुमंडल से प्रभावित होते हैं। सबसे ऊपरी परतें, हालांकि काफी दुर्लभ हैं, उन्हें पृथ्वी के करीब खींचने के लिए पर्याप्त मजबूत प्रतिरोध लगाती हैं। गुरुत्वाकर्षण की क्रिया से उपग्रहों में तेजी आती है। समय के साथ, वे जल जाते हैं, वायुमंडल में नीचे और तेजी से घूमते हैं, या पृथ्वी पर गिर जाते हैं।

जब सूर्य सक्रिय होता है तो वायुमंडलीय खिंचाव अधिक मजबूत होता है। बिलकुल अंदर की हवा की तरह गर्म हवा का गुब्बारागर्म होने पर फैलता है और ऊपर उठता है, जब सूर्य इसे अतिरिक्त ऊर्जा देता है तो वायुमंडल ऊपर उठता है और फैलता है। वायुमंडल की पतली परतें ऊपर उठती हैं और सघन परतें उनका स्थान ले लेती हैं। इसलिए, पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले उपग्रहों को वायुमंडलीय खिंचाव की भरपाई के लिए वर्ष में लगभग चार बार अपनी स्थिति बदलनी होगी। जब सौर गतिविधि अधिकतम होती है, तो उपकरण की स्थिति को हर 2-3 सप्ताह में समायोजित करना पड़ता है।

अंतरिक्ष का कचरा

कक्षा में परिवर्तन के लिए बाध्य करने वाला तीसरा कारण अंतरिक्ष मलबा है। इरिडियम का एक संचार उपग्रह एक निष्क्रिय रूसी अंतरिक्ष यान से टकरा गया। वे दुर्घटनाग्रस्त हो गए, जिससे मलबे का एक बादल बन गया जिसमें 2,500 से अधिक टुकड़े थे। प्रत्येक तत्व को डेटाबेस में जोड़ा गया, जिसमें आज मानव निर्मित मूल की 18,000 से अधिक वस्तुएं शामिल हैं।

नासा उपग्रहों के रास्ते में आने वाली हर चीज की सावधानीपूर्वक निगरानी करता है, क्योंकि अंतरिक्ष मलबे के कारण कक्षाओं को पहले ही कई बार बदलना पड़ा है।

इंजीनियर अंतरिक्ष मलबे और उपग्रहों की स्थिति की निगरानी करते हैं जो आंदोलन में बाधा डाल सकते हैं और आवश्यकतानुसार सावधानीपूर्वक युद्धाभ्यास की योजना बनाते हैं। वही टीम उपग्रह के झुकाव और ऊंचाई को समायोजित करने के लिए युद्धाभ्यास की योजना बनाती है और उसे क्रियान्वित करती है।

पृथ्वी उपग्रह वह वस्तु है जो किसी ग्रह के चारों ओर घुमावदार पथ पर घूमती है। चंद्रमा मौलिक है प्राकृतिक उपग्रहपृथ्वी, और कई कृत्रिम उपग्रह हैं, जो आमतौर पर पृथ्वी के निकट कक्षा में हैं। उपग्रह द्वारा अनुसरण किया गया पथ एक कक्षा है, जो कभी-कभी एक वृत्त का आकार ले लेता है।

सामग्री:

यह समझने के लिए कि उपग्रह इस तरह क्यों चलते हैं, हमें अपने मित्र न्यूटन के पास वापस जाना होगा। ब्रह्मांड में किन्हीं दो वस्तुओं के बीच मौजूद है। यदि यह बल नहीं होता, तो ग्रह के निकट घूमने वाला उपग्रह उसी गति से और उसी दिशा में - एक सीधी रेखा में चलता रहेगा। हालाँकि, उपग्रह का यह सीधा जड़त्व पथ ग्रह के केंद्र की ओर निर्देशित एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण आकर्षण द्वारा संतुलित है।

कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों की कक्षाएँ

कभी-कभी किसी उपग्रह की कक्षा एक दीर्घवृत्त की तरह दिखती है, एक कुचला हुआ वृत्त जो दो बिंदुओं के चारों ओर घूमता है जिन्हें फ़ॉसी कहा जाता है। गति के वही बुनियादी नियम लागू होते हैं, सिवाय इसके कि ग्रह किसी एक केंद्र बिंदु पर है। परिणामस्वरूप, उपग्रह पर लगाया गया शुद्ध बल पूरी कक्षा में एक समान नहीं है, और उपग्रह की गति लगातार बदल रही है। जब यह पृथ्वी के सबसे करीब होता है तो यह सबसे तेज गति से चलता है - एक बिंदु जिसे पेरिगी के रूप में जाना जाता है - और सबसे धीमी गति से जब यह पृथ्वी से सबसे दूर होता है - एक बिंदु जिसे अपोजी के रूप में जाना जाता है।

पृथ्वी की कई अलग-अलग उपग्रह कक्षाएँ हैं। जिन पर सबसे अधिक ध्यान दिया जाता है वे भूस्थैतिक कक्षाएँ हैं क्योंकि वे पृथ्वी पर एक विशिष्ट बिंदु पर स्थिर हैं।

किसी कृत्रिम उपग्रह के लिए चुनी गई कक्षा उसके अनुप्रयोग पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, लाइव प्रसारण टेलीविजन भूस्थैतिक कक्षा का उपयोग करता है। कई संचार उपग्रह भूस्थैतिक कक्षा का भी उपयोग करते हैं। अन्य उपग्रह प्रणालियाँ, जैसे सैटेलाइट फ़ोन, निम्न-पृथ्वी कक्षाओं का उपयोग कर सकती हैं।

इसी तरह, नेविगेशन के लिए उपयोग की जाने वाली उपग्रह प्रणालियाँ, जैसे कि नेवस्टार या ग्लोबल पोजिशनिंग (जीपीएस), अपेक्षाकृत कम पृथ्वी की कक्षा पर कब्जा कर लेती हैं। उपग्रह कई अन्य प्रकार के भी होते हैं। मौसम उपग्रहों से लेकर अनुसंधान उपग्रहों तक। प्रत्येक का उसके अनुप्रयोग के आधार पर अपना स्वयं का कक्षा प्रकार होगा।

चुनी गई वास्तविक पृथ्वी उपग्रह कक्षा उसके कार्य और उस क्षेत्र सहित कारकों पर निर्भर करेगी जिसमें उसे सेवा देनी है। कुछ मामलों में, LEO निम्न पृथ्वी कक्षा के लिए पृथ्वी उपग्रह की कक्षा 100 मील (160 किमी) जितनी बड़ी हो सकती है, जबकि अन्य GEO निम्न पृथ्वी कक्षा के मामले में 22,000 मील (36,000 किमी) से अधिक तक पहुंच सकती है।

पहला कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह

पहला कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह 4 अक्टूबर 1957 को लॉन्च किया गया था सोवियत संघऔर इतिहास का पहला कृत्रिम उपग्रह था।

स्पुतनिक 1 सोवियत संघ द्वारा स्पुतनिक कार्यक्रम में लॉन्च किए गए कई उपग्रहों में से पहला था, जिनमें से अधिकांश सफल रहे। सैटेलाइट 2 ने कक्षा में दूसरे उपग्रह का अनुसरण किया और साथ ही लाइका नाम की एक मादा कुत्ते को ले जाने वाला पहला उपग्रह भी था। स्पुतनिक 3 को पहली बार असफलता का सामना करना पड़ा।

पहले पृथ्वी उपग्रह का द्रव्यमान लगभग 83 किलोग्राम था, इसमें दो रेडियो ट्रांसमीटर (20.007 और 40.002 मेगाहर्ट्ज) थे और यह पृथ्वी की कक्षा में उसके अपभू से 938 किमी की दूरी पर और उसके उपभू पर 214 किमी की दूरी पर परिक्रमा करता था। आयनमंडल में इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए रेडियो संकेतों के विश्लेषण का उपयोग किया गया था। इसके द्वारा उत्सर्जित रेडियो संकेतों की अवधि के दौरान तापमान और दबाव को एन्कोड किया गया था, जो दर्शाता है कि उपग्रह किसी उल्कापिंड द्वारा छिद्रित नहीं था।

पहला पृथ्वी उपग्रह 58 सेमी व्यास वाला एक एल्यूमीनियम गोला था, जिसमें 2.4 से 2.9 मीटर तक के चार लंबे और पतले एंटेना थे। एंटेना लंबी मूंछों की तरह दिखते थे। अंतरिक्ष यान को घनत्व के बारे में जानकारी प्राप्त हुई ऊपरी परतेंआयनमंडल में वायुमंडल और रेडियो तरंग प्रसार। उपकरण एवं स्रोत विद्युतीय ऊर्जाएक कैप्सूल में रखे गए थे जिसमें 20.007 और 40.002 मेगाहर्ट्ज (लगभग 15 और 7.5 मीटर तरंग दैर्ध्य) पर चलने वाले रेडियो ट्रांसमीटर भी शामिल थे, उत्सर्जन 0.3 एस अवधि के वैकल्पिक समूहों में किए गए थे। ग्राउंड टेलीमेट्री में गोले के अंदर और सतह पर तापमान डेटा शामिल था।

चूँकि गोला दबावयुक्त नाइट्रोजन से भरा हुआ था, स्पुतनिक 1 के पास उल्कापिंडों का पता लगाने का पहला अवसर था, हालाँकि ऐसा नहीं हुआ। बाहरी सतह में प्रवेश के कारण अंदर दबाव में कमी, तापमान डेटा में परिलक्षित हुई।

कृत्रिम उपग्रहों के प्रकार

कृत्रिम उपग्रहवहाँ हैं अलग - अलग प्रकार, आकार, आकार और विभिन्न भूमिकाएँ निभाते हैं।

• मौसम उपग्रहमौसम विज्ञानियों को मौसम की भविष्यवाणी करने या यह देखने में मदद करें कि क्या हो रहा है इस पल. एक अच्छा उदाहरण जियोस्टेशनरी ऑपरेशनल एनवायर्नमेंटल सैटेलाइट (GOES) है। इन पृथ्वी उपग्रहों में आमतौर पर कैमरे होते हैं जो तस्वीरें लौटा सकते हैं सांसारिक मौसम, या तो निश्चित भूस्थैतिक स्थितियों से या ध्रुवीय कक्षाओं से।
• संचार उपग्रहोंउपग्रह के माध्यम से टेलीफोन और सूचना वार्तालापों के प्रसारण की अनुमति दें। विशिष्ट संचार उपग्रहों में टेलस्टार और इंटेलसैट शामिल हैं। संचार उपग्रह की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता ट्रांसपोंडर है, एक रेडियो रिसीवर जो एक आवृत्ति पर बातचीत को पकड़ता है और फिर इसे बढ़ाकर एक अलग आवृत्ति पर पृथ्वी पर वापस भेजता है। एक उपग्रह में आमतौर पर सैकड़ों या हजारों ट्रांसपोंडर होते हैं। संचार उपग्रह आमतौर पर जियोसिंक्रोनस होते हैं।
• प्रसारण उपग्रहटेलीविज़न सिग्नलों को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक संचारित करना (संचार उपग्रहों के समान)।
• वैज्ञानिक उपग्रह, जैसे कि कॉस्मिक हबल सूक्ष्मदर्शी, सभी प्रकार के वैज्ञानिक मिशनों को अंजाम देना। वे सनस्पॉट से लेकर गामा किरणों तक हर चीज़ को देखते हैं।
• नेविगेशन उपग्रहजहाजों और विमानों को नेविगेट करने में सहायता करें। सबसे प्रसिद्ध जीपीएस NAVSTAR उपग्रह हैं।
• बचाव उपग्रहरेडियो हस्तक्षेप संकेतों का जवाब दें।
• पृथ्वी अवलोकन उपग्रहतापमान, वन आवरण से लेकर बर्फ आवरण तक हर चीज़ में परिवर्तन के लिए ग्रह की जाँच करना। सबसे प्रसिद्ध लैंडसैट श्रृंखला हैं।
• सैन्य उपग्रहपृथ्वी कक्षा में है, लेकिन के सबसेस्थिति के बारे में वास्तविक जानकारी गुप्त रहती है। उपग्रहों में एन्क्रिप्टेड संचार रिले, परमाणु निगरानी, ​​दुश्मन की गतिविधियों की निगरानी, ​​मिसाइल प्रक्षेपण की प्रारंभिक चेतावनी, स्थलीय रेडियो लिंक पर छिपकर बातें करना, रडार इमेजिंग और फोटोग्राफी (अनिवार्य रूप से बड़े दूरबीनों का उपयोग करना जो सैन्य रूप से दिलचस्प क्षेत्रों की तस्वीरें खींचते हैं) शामिल हो सकते हैं।

वास्तविक समय में एक कृत्रिम उपग्रह से पृथ्वी

एक कृत्रिम उपग्रह से पृथ्वी की छवियां, नासा द्वारा अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन से वास्तविक समय में प्रसारित की गईं। छवियाँ चार कैमरों द्वारा खींची गई हैं उच्च संकल्प, से अलग थलग कम तामपान, जिससे हम पहले से कहीं अधिक अंतरिक्ष के करीब महसूस कर सकते हैं।

आईएसएस पर प्रयोग (एचडीईवी) 30 अप्रैल 2014 को सक्रिय किया गया था। इसे यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के कोलंबस मॉड्यूल के बाहरी कार्गो तंत्र पर लगाया गया है। इस प्रयोग में कई हाई-डेफिनिशन वीडियो कैमरे शामिल हैं जो एक आवास में संलग्न हैं।

सलाह; प्लेयर को एचडी और फ़ुल स्क्रीन में रखें। ऐसे समय होते हैं जब स्क्रीन काली हो जाएगी, यह दो कारणों से हो सकता है: स्टेशन एक कक्षीय क्षेत्र से गुजर रहा है जहां यह रात में होता है, कक्षा लगभग 90 मिनट तक चलती है। या कैमरा बदलने पर स्क्रीन काली पड़ जाती है।

2018 में पृथ्वी की कक्षा में कितने उपग्रह हैं?

बाहरी अंतरिक्ष मामलों के लिए संयुक्त राष्ट्र कार्यालय (यूएनओओएसए) के बाहरी अंतरिक्ष में प्रक्षेपित वस्तुओं के सूचकांक के अनुसार, वर्तमान में पृथ्वी की कक्षा में लगभग 4,256 उपग्रह हैं, जो पिछले वर्ष से 4.39% अधिक है।

2015 में 221 उपग्रह लॉन्च किए गए, जो एक साल में दूसरा सबसे बड़ा उपग्रह है, हालांकि यह 2014 में लॉन्च किए गए 240 की रिकॉर्ड संख्या से कम है। पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले उपग्रहों की संख्या में वृद्धि पिछले साल लॉन्च की गई संख्या से कम है क्योंकि उपग्रहों का जीवनकाल सीमित है। बड़े संचार उपग्रह 15 साल या उससे अधिक समय तक चलते हैं, जबकि क्यूबसैट जैसे छोटे उपग्रह केवल 3-6 महीने की सेवा जीवन की उम्मीद कर सकते हैं।

इनमें से कितने पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले उपग्रह क्रियाशील हैं?

वैज्ञानिकों का संघ (यूसीएस) स्पष्ट कर रहा है कि इनमें से कौन से परिक्रमा उपग्रह काम कर रहे हैं, और यह उतना नहीं है जितना आप सोचते हैं! वर्तमान में केवल 1,419 क्रियाशील पृथ्वी उपग्रह हैं - कक्षा में कुल संख्या का केवल एक-तिहाई। इसका मतलब है कि ग्रह के चारों ओर बहुत सारी बेकार धातु है! यही कारण है कि कंपनियों की इस बात में काफी रुचि है कि वे अंतरिक्ष जाल, गुलेल या सौर पाल जैसी तकनीकों का उपयोग करके अंतरिक्ष मलबे को कैसे पकड़ते हैं और वापस लाते हैं।

ये सभी उपग्रह क्या कर रहे हैं?

यूसीएस के अनुसार, परिचालन उपग्रहों के मुख्य उद्देश्य हैं:

• संचार - 713 उपग्रह
• पृथ्वी अवलोकन/विज्ञान - 374 उपग्रह
• 160 उपग्रहों का उपयोग करके प्रौद्योगिकी प्रदर्शन/विकास
• नेविगेशन और जीपीएस - 105 उपग्रह
• अंतरिक्ष विज्ञान - 67 उपग्रह

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कुछ उपग्रहों के कई उद्देश्य होते हैं।

पृथ्वी के उपग्रहों का स्वामी कौन है?

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि यूसीएस डेटाबेस में चार मुख्य प्रकार के उपयोगकर्ता हैं, हालांकि 17% उपग्रह कई उपयोगकर्ताओं के स्वामित्व में हैं।

• 94 उपग्रह नागरिकों द्वारा पंजीकृत: वे आम तौर पर हैं शिक्षण संस्थानों, हालाँकि अन्य राष्ट्रीय संगठन भी हैं। इनमें से 46% उपग्रहों का उद्देश्य पृथ्वी और अंतरिक्ष विज्ञान जैसी प्रौद्योगिकियों को विकसित करना है। अन्य 43% के लिए अवलोकन जिम्मेदार हैं।
• 579 वाणिज्यिक उपयोगकर्ताओं से संबंधित हैं: वाणिज्यिक संगठन और राज्य संगठनजो अपने द्वारा एकत्र किया गया डेटा बेचना चाहते हैं। इनमें से 84% उपग्रह संचार और वैश्विक पोजिशनिंग सेवाओं पर केंद्रित हैं; शेष 12% में से पृथ्वी अवलोकन उपग्रह हैं।
• 401 उपग्रह सरकारी उपयोगकर्ताओं के स्वामित्व में हैं: मुख्य रूप से राष्ट्रीय अंतरिक्ष संगठन, बल्कि अन्य राष्ट्रीय और भी अंतर्राष्ट्रीय निकाय. उनमें से 40% संचार और वैश्विक पोजिशनिंग उपग्रह हैं; अन्य 38% पृथ्वी अवलोकन पर केंद्रित है। शेष में, अंतरिक्ष विज्ञान और प्रौद्योगिकी का विकास क्रमशः 12% और 10% है।
• 345 उपग्रह सेना के हैं: फिर से यहां फोकस संचार, पृथ्वी अवलोकन और वैश्विक पोजिशनिंग सिस्टम पर है, 89% उपग्रहों का इन तीन उद्देश्यों में से एक है।

देशों के पास कितने उपग्रह हैं?

यूएनओओएसए के अनुसार, लगभग 65 देशों ने उपग्रह लॉन्च किए हैं, हालांकि यूसीएस डेटाबेस में केवल 57 देशों को उपग्रहों का उपयोग करके रिकॉर्ड किया गया है, और कुछ उपग्रह संयुक्त/बहुराष्ट्रीय ऑपरेटरों के साथ सूचीबद्ध हैं। सबसे बड़ा:

• 576 उपग्रहों वाला संयुक्त राज्य अमेरिका
• 181 उपग्रहों वाला चीन
• 140 उपग्रहों वाला रूस
• यूके को 41 उपग्रहों के साथ सूचीबद्ध किया गया है, साथ ही वह यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी द्वारा संचालित अतिरिक्त 36 उपग्रहों में भी भाग लेता है।

जब आप देखें तो याद रखें!
अगली बार जब आप रात के आकाश को देखें, तो याद रखें कि आपके और तारों के बीच पृथ्वी के चारों ओर लगभग 20 लाख किलोग्राम धातु है!

स्थायी बिंदु

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उपग्रह का द्रव्यमान कहां है, पृथ्वी का द्रव्यमान किलोग्राम में है, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है, और उपग्रह से पृथ्वी के केंद्र तक की दूरी मीटर में है या, इस मामले में, कक्षा की त्रिज्या है।

केन्द्रापसारक बल का परिमाण बराबर है:

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कक्षा में वृत्ताकार गति के दौरान होने वाला अभिकेन्द्रीय त्वरण कहाँ है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, उपग्रह का द्रव्यमान केन्द्रापसारक बल और गुरुत्वाकर्षण बल के लिए अभिव्यक्ति में एक कारक के रूप में मौजूद है, यानी, कक्षा की ऊंचाई उपग्रह के द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करती है, जो कि सत्य है कोई भी कक्षा और गुरुत्वाकर्षण और जड़त्वीय द्रव्यमान की समानता का परिणाम है। नतीजतन, भूस्थैतिक कक्षा केवल उस ऊंचाई से निर्धारित होती है जिस पर केन्द्रापसारक बल परिमाण में बराबर होगा और एक निश्चित ऊंचाई पर पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण द्वारा बनाए गए गुरुत्वाकर्षण बल की दिशा में विपरीत होगा।

अभिकेन्द्रीय त्वरण इसके बराबर है:

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उपग्रह की घूर्णन की कोणीय गति रेडियन प्रति सेकंड में कहां है?

आइए एक महत्वपूर्ण स्पष्टीकरण दें। वास्तव में, सेंट्रिपेटल त्वरण का भौतिक अर्थ केवल संदर्भ के जड़त्वीय फ्रेम में होता है, जबकि केन्द्रापसारक बल एक तथाकथित काल्पनिक बल है और विशेष रूप से संदर्भ के फ्रेम (निर्देशांक) में होता है जो घूर्णन निकायों से जुड़े होते हैं। अभिकेन्द्रीय बल (इस मामले में, गुरुत्वाकर्षण बल) अभिकेन्द्रीय त्वरण का कारण बनता है। निरपेक्ष मूल्य में, जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम में सेंट्रिपेटल त्वरण उपग्रह के साथ हमारे मामले में जुड़े संदर्भ फ्रेम में केन्द्रापसारक त्वरण के बराबर है। इसलिए, आगे, की गई टिप्पणी को ध्यान में रखते हुए, हम "केन्द्रापसारक बल" शब्द के साथ "केन्द्रीय त्वरण" शब्द का उपयोग कर सकते हैं।

अभिकेन्द्रीय त्वरण के प्रतिस्थापन के साथ गुरुत्वाकर्षण और केन्द्रापसारक बलों के भावों की बराबरी करने पर, हम प्राप्त करते हैं:

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कम करने पर, बाएँ और दाएँ अनुवाद करने पर, हमें मिलता है:

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इस अभिव्यक्ति को अलग ढंग से लिखा जा सकता है, इसे भूकेन्द्रित गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक से प्रतिस्थापित किया जा सकता है:

कोणीय वेग की गणना प्रति क्रांति (रेडियन) में तय किए गए कोण को क्रांति अवधि (एक पूरा करने में लगने वाला समय) से विभाजित करके की जाती है पूर्ण मोड़कक्षा: एक नाक्षत्र दिवस, या 86,164 सेकंड)। हम पाते हैं:

रेड/एस

परिणामी कक्षीय त्रिज्या 42,164 किमी है। पृथ्वी की भूमध्यरेखीय त्रिज्या 6,378 किमी घटाने पर हमें 35,786 किमी की ऊँचाई प्राप्त होती है।

आप गणना दूसरे तरीके से कर सकते हैं. भूस्थिर कक्षा की ऊंचाई पृथ्वी के केंद्र से वह दूरी है जहां उपग्रह का कोणीय वेग, पृथ्वी के घूर्णन के कोणीय वेग के साथ मेल खाते हुए, पहले पलायन वेग के बराबर एक कक्षीय (रैखिक) वेग उत्पन्न करता है (सुनिश्चित करने के लिए) गोलाकार कक्षा) एक निश्चित ऊंचाई पर।

घूर्णन केन्द्र से दूरी पर कोणीय वेग से घूमने वाले उपग्रह की रैखिक गति बराबर होती है

किसी द्रव्यमान की वस्तु से दूरी पर पहला पलायन वेग किसके बराबर होता है?

समीकरणों के दाहिने पक्षों को एक-दूसरे से बराबर करने पर, हम पहले प्राप्त अभिव्यक्ति पर पहुँचते हैं RADIUSजीएसओ:

कक्षीय गति

भूस्थैतिक कक्षा में गति की गति की गणना कोणीय गति को कक्षीय त्रिज्या से गुणा करके की जाती है:

किमी/से

यह पृथ्वी की निचली कक्षा (6400 किमी की त्रिज्या के साथ) में 8 किमी/सेकेंड के पहले पलायन वेग से लगभग 2.5 गुना कम है। चूँकि किसी वृत्ताकार कक्षा की गति का वर्ग उसकी त्रिज्या के व्युत्क्रमानुपाती होता है,

तब पहली ब्रह्मांडीय गति के सापेक्ष गति में कमी कक्षीय त्रिज्या को 6 गुना से अधिक बढ़ाकर प्राप्त की जाती है।

कक्षा की लंबाई

भूस्थैतिक कक्षा की लंबाई: . 42,164 किमी की कक्षीय त्रिज्या के साथ, हमें 264,924 किमी की कक्षीय लंबाई प्राप्त होती है।

उपग्रहों के "स्थायी बिंदु" की गणना के लिए कक्षा की लंबाई अत्यंत महत्वपूर्ण है।

किसी उपग्रह को भूस्थैतिक कक्षा में कक्षीय स्थिति में रखना

भूस्थैतिक कक्षा में परिक्रमा करने वाला एक उपग्रह कई बलों (विक्षोभों) के प्रभाव में होता है जो इस कक्षा के मापदंडों को बदल देते हैं। विशेष रूप से, ऐसी गड़बड़ी में गुरुत्वाकर्षण चंद्र-सौर गड़बड़ी, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की अमानवीयता का प्रभाव, भूमध्य रेखा की अण्डाकारता आदि शामिल हैं। कक्षीय गिरावट दो मुख्य घटनाओं में व्यक्त की जाती है:

1) उपग्रह अपनी मूल कक्षीय स्थिति से तथाकथित स्थिर संतुलन के चार बिंदुओं में से एक की ओर कक्षा में चलता है। पृथ्वी के भूमध्य रेखा के ऊपर "संभावित भूस्थैतिक कक्षा छिद्र" (उनके देशांतर 75.3°E, 104.7°W, 165.3°E और 14.7°W हैं);

2) भूमध्य रेखा की ओर कक्षा का झुकाव (प्रारंभिक 0 से) प्रति वर्ष लगभग 0.85 डिग्री की दर से बढ़ता है और 26.5 वर्षों में 15 डिग्री के अधिकतम मान तक पहुँच जाता है।

इन गड़बड़ियों की भरपाई करने और उपग्रह को निर्दिष्ट स्थिर बिंदु पर रखने के लिए, उपग्रह एक प्रणोदन प्रणाली (रासायनिक या विद्युत रॉकेट) से सुसज्जित है। समय-समय पर कम-जोर वाले इंजन (कक्षीय झुकाव में वृद्धि की भरपाई के लिए "उत्तर-दक्षिण" और कक्षा के साथ बहाव की भरपाई के लिए "पश्चिम-पूर्व" सुधार) को चालू करके, उपग्रह को निर्दिष्ट स्थिर बिंदु पर रखा जाता है। इस तरह के समावेशन हर कुछ (10-15) दिनों में कई बार किए जाते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि उत्तर-दक्षिण सुधार के लिए अनुदैर्ध्य सुधार (लगभग 2 मीटर/प्रति वर्ष) की तुलना में विशेषता वेग (लगभग 45-50 मीटर/सेकेंड प्रति वर्ष) में काफी बड़ी वृद्धि की आवश्यकता होती है। अपने संपूर्ण सेवा जीवन (आधुनिक टेलीविजन उपग्रहों के लिए 12-15 वर्ष) के दौरान उपग्रह की कक्षा में सुधार सुनिश्चित करने के लिए, बोर्ड पर ईंधन की एक महत्वपूर्ण आपूर्ति की आवश्यकता होती है (रासायनिक इंजन का उपयोग करने के मामले में सैकड़ों किलोग्राम)। रासायनिक रॉकेट इंजनउपग्रह में विस्थापन ईंधन आपूर्ति (चार्ज गैस-हीलियम) है और यह लंबे समय तक चलने वाले उच्च-उबलते घटकों (आमतौर पर असममित डाइमिथाइलहाइड्राज़िन और डाइनाइट्रोजन टेट्रोक्साइड) पर संचालित होता है। कई उपग्रह प्लाज़्मा इंजन से सुसज्जित हैं। उनका जोर रासायनिक लोगों की तुलना में काफी कम है, लेकिन उनकी अधिक दक्षता बोर्ड पर ईंधन के आवश्यक द्रव्यमान को मौलिक रूप से कम करने की अनुमति देती है (लंबे समय तक संचालन के कारण, एक पैंतरेबाज़ी के लिए दसियों मिनट में मापा जाता है)। प्रणोदन प्रणाली प्रकार का चुनाव विशिष्ट द्वारा निर्धारित किया जाता है तकनीकी सुविधाओंउपकरण.

यदि आवश्यक हो, तो उपग्रह को किसी अन्य कक्षीय स्थिति में ले जाने के लिए उसी प्रणोदन प्रणाली का उपयोग किया जाता है। कुछ मामलों में - आमतौर पर उपग्रह के जीवन के अंत में, ईंधन की खपत को कम करने के लिए, उत्तर-दक्षिण कक्षा सुधार को रोक दिया जाता है, और शेष ईंधन का उपयोग केवल पश्चिम-पूर्व सुधार के लिए किया जाता है।

भूस्थैतिक कक्षा में उपग्रह के सेवा जीवन में ईंधन आरक्षित मुख्य सीमित कारक है।

भूस्थैतिक कक्षा के नुकसान

सिग्नल में देरी

भूस्थैतिक उपग्रहों के माध्यम से संचार में सिग्नल प्रसार में बड़ी देरी होती है। 35,786 किमी की कक्षीय ऊंचाई और लगभग 300,000 किमी/सेकेंड की प्रकाश की गति के साथ, पृथ्वी से उपग्रह किरण यात्रा के लिए लगभग 0.12 सेकंड की आवश्यकता होती है। बीम पथ "पृथ्वी (ट्रांसमीटर) → उपग्रह → पृथ्वी (रिसीवर)" ≈0.24 सेकंड। पिंग (प्रतिक्रिया) आधा सेकंड (अधिक सटीक रूप से 0.48 सेकेंड) होगी। उपग्रह उपकरण और जमीनी सेवाओं के उपकरणों में सिग्नल देरी को ध्यान में रखते हुए, "पृथ्वी → उपग्रह → पृथ्वी" मार्ग पर कुल सिग्नल देरी 2-4 सेकंड तक पहुंच सकती है। यह देरी विभिन्न वास्तविक समय सेवाओं (उदाहरण के लिए, ऑनलाइन गेम में) में जीएसओ का उपयोग करके उपग्रह संचार का उपयोग करना असंभव बना देती है।

उच्च अक्षांशों से जीएसओ की अदृश्यता

चूँकि भूस्थैतिक कक्षा उच्च अक्षांशों (लगभग 81° से ध्रुवों तक) से दिखाई नहीं देती है, और 75° से ऊपर के अक्षांशों पर यह क्षितिज से बहुत नीचे देखी जाती है (वास्तविक परिस्थितियों में, उपग्रह केवल उभरी हुई वस्तुओं और इलाके से छिपे होते हैं) और कक्षा का केवल एक छोटा सा भाग ही दिखाई देता है ( तालिका देखें), तो सुदूर उत्तर (आर्कटिक) और अंटार्कटिका के उच्च अक्षांश क्षेत्रों में जीएसओ का उपयोग करके संचार और टेलीविजन प्रसारण असंभव है। उदाहरण के लिए, अमुंडसेन-स्कॉट स्टेशन पर अमेरिकी ध्रुवीय खोजकर्ताओं के साथ संवाद करना बाहर की दुनिया(टेलीफोनी, इंटरनेट) 75° दक्षिण पर स्थित स्थान के लिए 1670 किलोमीटर लंबे फाइबर ऑप्टिक केबल का उपयोग करें। फ़्रेंच कॉनकॉर्डिया स्टेशन, जहाँ से कई अमेरिकी भूस्थैतिक उपग्रह पहले से ही दिखाई दे रहे हैं।

स्थान के अक्षांश के आधार पर भूस्थिर कक्षा के प्रेक्षित क्षेत्र की तालिका
सभी डेटा डिग्री और उनके अंशों में दिए गए हैं।

अक्षांश इलाके	दृश्यमान कक्षीय क्षेत्र
	सैद्धांतिक क्षेत्र	असली (राहत सहित) क्षेत्र
90	--	--
82	--	--
81	29,7	--
80	58,9	--
79	75,2	--
78	86,7	26,2
75	108,5	77
60	144,8	132,2
50	152,8	143,3
40	157,2	149,3
20	161,5	155,1
0	162,6	156,6

उदाहरण के लिए, उपरोक्त तालिका से यह देखा जा सकता है कि यदि सेंट पीटर्सबर्ग (~ 60°) के अक्षांश पर कक्षा का दृश्य क्षेत्र (और, तदनुसार, प्राप्त उपग्रहों की संख्या) 84% के बराबर है अधिकतम संभव (भूमध्य रेखा पर), फिर तैमिर के अक्षांश (~75°) पर दृश्य क्षेत्र 49% है, और स्पिट्सबर्गेन और केप चेल्युस्किन (~78°) के अक्षांश पर यह देखे गए क्षेत्र का केवल 16% है। भूमध्य रेखा। साइबेरियाई क्षेत्र में कक्षा के इस क्षेत्र में 1-2 उपग्रह हैं (हमेशा आवश्यक देश के नहीं)।

सौर हस्तक्षेप

भूस्थैतिक कक्षा के सबसे अप्रिय नुकसानों में से एक ऐसी स्थिति में सिग्नल की कमी और पूर्ण अनुपस्थिति है जहां सूर्य और ट्रांसमीटर उपग्रह प्राप्त एंटीना ("उपग्रह के पीछे सूर्य" स्थिति) के अनुरूप होते हैं। यह घटना अन्य कक्षाओं में भी अंतर्निहित है, लेकिन यह भूस्थैतिक कक्षाओं में है, जब उपग्रह आकाश में "स्थिर" होता है, तो यह विशेष रूप से स्पष्ट रूप से प्रकट होता है। उत्तरी गोलार्ध के मध्य अक्षांशों में, सौर हस्तक्षेप 22 फरवरी से 11 मार्च और 3 से 21 अक्टूबर की अवधि के दौरान होता है, जिसकी अधिकतम अवधि दस मिनट तक होती है। साफ मौसम में, प्रकाश कोटिंग के साथ केंद्रित एंटेना सूरज की किरणेंउपग्रह एंटीना के संचारण और प्राप्त करने वाले उपकरण को नुकसान (पिघल) सकता है।

यह सभी देखें

• अर्ध-भूस्थिर कक्षा

टिप्पणियाँ

1. नूरडुंग हरमनअंतरिक्ष यात्रा की समस्या. - डायने प्रकाशन, 1995. - पी. 72. - आईएसबीएन 978-0788118494
2. अतिरिक्त-स्थलीय रिले - क्या रॉकेट स्टेशन विश्वव्यापी रेडियो कवरेज दे सकते हैं? (अंग्रेजी) (पीडीएफ)। आर्थर सी. क्लार्क (अक्टूबर 1945)। संग्रहीत
3. आवश्यकता यह है कि उपग्रह भूस्थैतिक कक्षा में अपनी कक्षीय स्थिति में पृथ्वी के सापेक्ष स्थिर रहें, साथ ही एक बड़ी संख्या कीअलग-अलग बिंदुओं पर इस कक्षा में उपग्रह, एक दिलचस्प प्रभाव पैदा करते हैं जब एक दूरबीन के साथ तारों का अवलोकन और तस्वीरें लेते समय मार्गदर्शन का उपयोग किया जाता है - पृथ्वी के दैनिक घूर्णन की भरपाई के लिए तारों वाले आकाश में एक दिए गए बिंदु पर दूरबीन के अभिविन्यास को बनाए रखना (एक कार्य) भूस्थैतिक रेडियो संचार के विपरीत)। अगर आप ऐसी दूरबीन से देखेंगे तारों से आकाशआकाशीय भूमध्य रेखा के पास, जहां भूस्थैतिक कक्षा गुजरती है, तो कुछ शर्तों के तहत आप एक व्यस्त राजमार्ग पर कारों की तरह, एक संकीर्ण गलियारे के भीतर स्थिर तारों की पृष्ठभूमि के खिलाफ उपग्रहों को एक के बाद एक गुजरते हुए देख सकते हैं। यह लंबे एक्सपोज़र वाले सितारों की तस्वीरों में विशेष रूप से ध्यान देने योग्य है, उदाहरण के लिए देखें: बाबाक ए तफ़रेशी।जियोस्टेशनरी हाईवे। (अंग्रेज़ी) । द वर्ल्ड एट नाइट (TWAN)। 23 अगस्त 2011 को मूल से संग्रहीत। 25 फरवरी 2010 को पुनःप्राप्त।स्रोत: बाबाक तफ़रेशी (रात की दुनिया)।भूस्थैतिक राजमार्ग. (रूसी) . एस्ट्रोनेट.ru. 23 अगस्त 2011 को मूल से संग्रहीत। 25 फरवरी 2010 को पुनःप्राप्त।
4. उपग्रहों की कक्षाओं के लिए जिनका द्रव्यमान उसे आकर्षित करने वाले खगोलीय पिंड के द्रव्यमान की तुलना में नगण्य है
5. कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों की कक्षाएँ। उपग्रहों को कक्षा में स्थापित करना
6. टेलीडेसिक नेटवर्क: दुनिया भर में ब्रॉडबैंड, वायरलेस, रीयल-टाइम इंटरनेट एक्सेस प्रदान करने के लिए लो-अर्थ-ऑर्बिट उपग्रहों का उपयोग करना
7. पत्रिका "अराउंड द वर्ल्ड" संख्या 9 सितंबर 2009। वे कक्षाएँ जो हम चुनते हैं
8. मोज़ेक। भाग द्वितीय
9. उपग्रह क्षितिज से 3° अधिक है
10. ध्यान! सक्रिय सौर हस्तक्षेप की अवधि आ रही है!
11. सौर हस्तक्षेप

लिंक

कक्षाओं

आजकल, मानवता उपग्रहों को स्थापित करने के लिए कई अलग-अलग कक्षाओं का उपयोग करती है। सबसे अधिक ध्यान भूस्थिर कक्षा पर केंद्रित किया गया है, जिसका उपयोग किसी उपग्रह को पृथ्वी पर एक विशेष बिंदु पर "स्थिर" रखने के लिए किया जा सकता है। किसी उपग्रह को संचालित करने के लिए चुनी गई कक्षा उसके उद्देश्य पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, लाइव टेलीविज़न कार्यक्रमों को प्रसारित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपग्रहों को भूस्थैतिक कक्षा में रखा जाता है। कई संचार उपग्रह भी भूस्थैतिक कक्षा में हैं। अन्य उपग्रह प्रणालियाँ, विशेष रूप से वे जो उपग्रह फोन के बीच संचार के लिए उपयोग की जाती हैं, पृथ्वी की निचली कक्षा में परिक्रमा करती हैं। इसी तरह, नेविगेशन सिस्टम के लिए उपयोग की जाने वाली सैटेलाइट प्रणालियाँ जैसे कि नेवस्टार या ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीपीएस) भी अपेक्षाकृत कम पृथ्वी की कक्षाओं में हैं। अनगिनत अन्य उपग्रह हैं - मौसम विज्ञान, अनुसंधान इत्यादि। और उनमें से प्रत्येक, अपने उद्देश्य के आधार पर, एक निश्चित कक्षा में "पंजीकरण" प्राप्त करता है।

यह भी पढ़ें:

उपग्रह संचालन के लिए चुनी गई विशिष्ट कक्षा कई कारकों पर निर्भर करती है, जिसमें उपग्रह के कार्यों के साथ-साथ वह क्षेत्र भी शामिल है जिस पर वह कार्य करता है। कुछ मामलों में, यह अत्यंत निम्न पृथ्वी कक्षा (LEO) में हो सकता है, जो पृथ्वी से केवल 160 किलोमीटर की ऊँचाई पर स्थित है, अन्य मामलों में, उपग्रह पृथ्वी से 36,000 किलोमीटर से अधिक की ऊँचाई पर है - अर्थात, भूस्थैतिक कक्षा GEO में। इसके अलावा, कई उपग्रह गोलाकार कक्षा का उपयोग नहीं करते हैं, बल्कि अण्डाकार कक्षा का उपयोग करते हैं।

पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण और उपग्रह की कक्षाएँ

जैसे ही उपग्रह पृथ्वी की परिक्रमा करते हैं, वे पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के कारण धीरे-धीरे इससे दूर चले जाते हैं। यदि उपग्रह कक्षा में नहीं घूमते, तो वे धीरे-धीरे पृथ्वी पर गिरना शुरू कर देते और ऊपरी वायुमंडल में जल जाते। हालाँकि, पृथ्वी के चारों ओर उपग्रहों के घूमने से एक बल उत्पन्न होता है जो उन्हें हमारे ग्रह से दूर धकेल देता है। प्रत्येक कक्षा के लिए अपनी स्वयं की डिज़ाइन गति होती है, जो आपको पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण बल और केन्द्रापसारक बल को संतुलित करने की अनुमति देती है, डिवाइस को एक स्थिर कक्षा में रखती है और इसे ऊंचाई प्राप्त करने या खोने से रोकती है।

यह बिल्कुल स्पष्ट है कि उपग्रह की कक्षा जितनी कम होगी, वह पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से उतना ही अधिक प्रभावित होगा और इस बल पर काबू पाने के लिए उतनी ही अधिक गति की आवश्यकता होगी। पृथ्वी की सतह से उपग्रह की दूरी जितनी अधिक होगी, उसे स्थिर कक्षा में बनाए रखने के लिए उतनी ही कम गति की आवश्यकता होगी। पृथ्वी की सतह से लगभग 160 किमी ऊपर परिक्रमा करने वाले उपग्रह को लगभग 28,164 किमी/घंटा की गति की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि ऐसा उपग्रह लगभग 90 मिनट में पृथ्वी की परिक्रमा करेगा। पृथ्वी की सतह से 36,000 किमी की दूरी पर, एक उपग्रह को स्थिर कक्षा में बने रहने के लिए 11,266 किमी/घंटा से कम की गति की आवश्यकता होती है, जो ऐसे उपग्रह को लगभग 24 घंटों में पृथ्वी की परिक्रमा करने की अनुमति देता है।

वृत्ताकार और अण्डाकार कक्षाओं की परिभाषाएँ

सभी उपग्रह दो बुनियादी प्रकार की कक्षाओं में से एक का उपयोग करके पृथ्वी की परिक्रमा करते हैं।

• वृत्ताकार उपग्रह कक्षा: जब कोई अंतरिक्ष यान वृत्ताकार कक्षा में पृथ्वी की परिक्रमा करता है, तो पृथ्वी की सतह से उसकी दूरी हमेशा समान रहती है।
• अण्डाकार उपग्रह कक्षा: किसी उपग्रह के अण्डाकार कक्षा में घूमने का मतलब है कि पृथ्वी की सतह से दूरी में परिवर्तन होता है अलग समयएक मोड़ के भीतर.

यह भी पढ़ें:

उपग्रह कक्षाएँ

इससे जुड़ी कई अलग-अलग परिभाषाएँ हैं अलग - अलग प्रकारउपग्रह कक्षाएँ:

• पृथ्वी का केंद्र: जब कोई उपग्रह पृथ्वी की परिक्रमा करता है - गोलाकार या अण्डाकार कक्षा में - उपग्रह की कक्षा एक तल बनाती है जो गुरुत्वाकर्षण के केंद्र, या पृथ्वी के केंद्र से होकर गुजरती है।
• पृथ्वी के चारों ओर गति की दिशा: जिस प्रकार कोई उपग्रह हमारे ग्रह की परिक्रमा करता है उसे इस कक्षा की दिशा के अनुसार दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

1. त्वरण कक्षा: पृथ्वी के चारों ओर किसी उपग्रह की परिक्रमा को त्वरण कहा जाता है यदि उपग्रह उसी दिशा में घूमता है जिसमें पृथ्वी घूमती है;
2. प्रतिगामी कक्षा: पृथ्वी के चारों ओर एक उपग्रह की कक्षा को प्रतिगामी कहा जाता है यदि उपग्रह पृथ्वी के घूर्णन की दिशा के विपरीत दिशा में घूमता है।

• कक्षीय मार्ग:एक उपग्रह का कक्षीय पथ एक बिंदु है पृथ्वी की सतह, जिसके ऊपर से उड़ान भरते समय उपग्रह पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में घूमते समय सीधे ऊपर की ओर होता है। मार्ग एक वृत्त बनाता है, जिसके केंद्र में पृथ्वी का केंद्र है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि भूस्थैतिक उपग्रह एक विशेष मामला है क्योंकि वे लगातार पृथ्वी की सतह के ऊपर एक ही बिंदु पर रहते हैं। इसका मतलब यह है कि उनके कक्षीय पथ में पृथ्वी के भूमध्य रेखा पर स्थित एक बिंदु शामिल है। हम यह भी जोड़ सकते हैं कि भूमध्य रेखा के ठीक ऊपर घूमने वाले उपग्रहों का कक्षीय पथ इसी भूमध्य रेखा के साथ फैला होता है।

इन कक्षाओं को, एक नियम के रूप में, प्रत्येक उपग्रह के कक्षीय पथ में बदलाव की विशेषता होती है पश्चिम की ओर, चूँकि उपग्रह के नीचे की पृथ्वी पूर्व दिशा में घूमती है।

• कक्षीय नोड्स: ये वे बिंदु हैं जिन पर कक्षीय पथ एक गोलार्ध से दूसरे गोलार्ध तक गुजरता है। गैर-भूमध्यरेखीय कक्षाओं के लिए ऐसे दो नोड हैं:

1. आरोही नोड: यह वह नोड है जिस पर कक्षीय पथ दक्षिणी गोलार्ध से उत्तरी तक परिवर्तित होता है।
2. अवरोही नोड: यह वह नोड है जिस पर कक्षीय पथ उत्तरी से दक्षिणी गोलार्ध में परिवर्तित होता है।

• सैटेलाइट ऊंचाई: कई कक्षाओं की गणना करते समय, पृथ्वी के केंद्र से ऊपर उपग्रह की ऊंचाई को ध्यान में रखना आवश्यक है। इस सूचक में उपग्रह से पृथ्वी की सतह की दूरी और हमारे ग्रह की त्रिज्या शामिल है। नियमानुसार इसे 6370 किलोमीटर के बराबर माना जाता है।
• कक्षीय गति: गोलाकार कक्षाओं के लिए यह हमेशा समान होता है। हालाँकि, अण्डाकार कक्षाओं के मामले में, सब कुछ अलग है: उपग्रह की कक्षा की गति इसी कक्षा में उसकी स्थिति के आधार पर बदलती है। जब यह पृथ्वी के सबसे करीब होता है तो यह अपनी अधिकतम सीमा तक पहुंच जाता है, जहां उपग्रह को ग्रह के गुरुत्वाकर्षण बल के लिए अधिकतम प्रतिरोध का सामना करना पड़ता है, और जब यह पृथ्वी से सबसे बड़ी दूरी के बिंदु पर पहुंचता है तो यह न्यूनतम हो जाता है।
• लिफ्ट कोण: उपग्रह का उन्नयन कोण वह कोण है जिस पर उपग्रह क्षितिज के ऊपर स्थित होता है। यदि कोण बहुत छोटा है, तो सिग्नल को पास की वस्तुओं द्वारा अवरुद्ध किया जा सकता है यदि प्राप्त करने वाला एंटीना पर्याप्त ऊंचा नहीं उठाया गया है। हालाँकि, किसी बाधा से ऊपर उठाए गए एंटेना के लिए, कम ऊंचाई वाले कोण वाले उपग्रहों से सिग्नल प्राप्त करने में भी समस्या होती है। इसका कारण यह है कि उपग्रह सिग्नल को फिर अधिक दूरी तय करनी पड़ती है पृथ्वी का वातावरणऔर परिणामस्वरूप यह अधिक कमजोर हो जाता है। अधिक या कम संतोषजनक स्वागत के लिए ऊंचाई का न्यूनतम स्वीकार्य कोण पांच डिग्री का कोण माना जाता है।
• टिल्ट एंगल: सभी उपग्रह कक्षाएँ भूमध्य रेखा का अनुसरण नहीं करतीं - वास्तव में, अधिकांश निचली-पृथ्वी कक्षाएँ इस रेखा का अनुसरण नहीं करती हैं। इसलिए, उपग्रह की कक्षा के झुकाव कोण को निर्धारित करना आवश्यक है। नीचे दिया गया चित्र इस प्रक्रिया को दर्शाता है।

उपग्रह कक्षा झुकाव कोण

उपग्रह कक्षा से संबंधित अन्य संकेतक

संचार सेवाएं प्रदान करने के लिए किसी उपग्रह का उपयोग करने के लिए, ग्राउंड स्टेशनों को इससे सिग्नल प्राप्त करने और इसे सिग्नल भेजने के लिए इसका "अनुसरण" करने में सक्षम होना चाहिए। यह स्पष्ट है कि उपग्रह के साथ संचार केवल तभी संभव है जब यह ग्राउंड स्टेशनों की दृश्यता सीमा में हो, और, कक्षा के प्रकार के आधार पर, यह केवल थोड़े समय के लिए दृश्यता सीमा में हो सकता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि उपग्रह के साथ अधिकतम समय तक संचार संभव है, ऐसे कई विकल्प हैं जिनका उपयोग किया जा सकता है:

• पहला विकल्पइसमें एक अण्डाकार कक्षा का उपयोग करना शामिल है, जिसका चरम बिंदु ग्राउंड स्टेशन के नियोजित स्थान के ठीक ऊपर स्थित है, जो उपग्रह को अधिकतम समय तक इस स्टेशन के दृश्य क्षेत्र में रहने की अनुमति देता है।
• दूसरा विकल्पइसमें कई उपग्रहों को एक कक्षा में प्रक्षेपित करना शामिल है, और इस प्रकार, उस समय जब उनमें से एक दृष्टि से गायब हो जाता है और उसके साथ संचार टूट जाता है, तो दूसरा उसकी जगह ले लेता है। एक नियम के रूप में, अधिक या कम निर्बाध संचार को व्यवस्थित करने के लिए तीन उपग्रहों को कक्षा में लॉन्च करने की आवश्यकता होती है। हालाँकि, एक "ड्यूटी" उपग्रह को दूसरे के साथ बदलने की प्रक्रिया प्रणाली में अतिरिक्त जटिलता लाती है, साथ ही कम से कम तीन उपग्रहों के लिए कई आवश्यकताएँ भी लाती है।

वृत्ताकार कक्षाओं की परिभाषाएँ

वृत्ताकार कक्षाओं को कई मापदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है। निम्न पृथ्वी कक्षा, भूस्थैतिक कक्षा (और इसी तरह) जैसे शब्द इंगित करते हैं विशेष फ़ीचरविशिष्ट कक्षा. संक्षिप्त समीक्षावृत्ताकार कक्षाओं की परिभाषाएँ नीचे दी गई तालिका में प्रस्तुत की गई हैं।

अधिकांश अंतरिक्ष उड़ानें वृत्ताकार कक्षाओं में नहीं, बल्कि अण्डाकार कक्षाओं में की जाती हैं, जिनकी ऊँचाई पृथ्वी के ऊपर के स्थान के आधार पर भिन्न होती है। तथाकथित "निम्न संदर्भ" कक्षा की ऊँचाई, जहाँ से अधिकांश लोग "धकेल देते हैं" अंतरिक्ष यान, समुद्र तल से लगभग 200 किलोमीटर ऊपर के बराबर। सटीक होने के लिए, ऐसी कक्षा की उपभू 193 किलोमीटर है, और अपभू 220 किलोमीटर है। हालाँकि, संदर्भ कक्षा में आधी सदी के अंतरिक्ष अन्वेषण के बाद बड़ी मात्रा में मलबा बचा हुआ है, इसलिए आधुनिक अंतरिक्ष यान, अपने इंजन चालू करके, उच्च कक्षा में चले जाते हैं। उदाहरण के लिए, अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) 2017 में लगभग की ऊंचाई पर घूमा 417 किलोमीटर, यानी, संदर्भ कक्षा से दोगुना ऊंचा।

अधिकांश अंतरिक्ष यान की कक्षीय ऊंचाई जहाज के द्रव्यमान, उसके प्रक्षेपण स्थल और उसके इंजन की शक्ति पर निर्भर करती है। अंतरिक्ष यात्रियों के लिए यह 150 से 500 किलोमीटर तक होती है। उदाहरण के लिए, यूरी गागरिनपेरिगी में कक्षा में उड़ान भरी 175 कि.मीऔर चरमोत्कर्ष 320 किमी. दूसरे सोवियत अंतरिक्ष यात्री जर्मन टिटोव ने 183 किमी की उपभू और 244 किमी की अपभू के साथ कक्षा में उड़ान भरी। अमेरिकी शटलों ने कक्षा में उड़ान भरी 400 से 500 किलोमीटर तक की ऊँचाई. हर किसी की ऊंचाई लगभग समान है आधुनिक जहाज, आईएसएस तक लोगों और माल को पहुंचाना।

मानवयुक्त अंतरिक्ष यान के विपरीत, जिन्हें अंतरिक्ष यात्रियों को पृथ्वी पर वापस लाने की आवश्यकता होती है, कृत्रिम उपग्रह बहुत ऊंची कक्षाओं में उड़ान भरते हैं। भूस्थैतिक कक्षा में परिक्रमा कर रहे किसी उपग्रह की कक्षीय ऊंचाई की गणना पृथ्वी के द्रव्यमान और व्यास के आंकड़ों के आधार पर की जा सकती है। सरल भौतिक गणनाओं के परिणामस्वरूप, हम इसका पता लगा सकते हैं भूस्थैतिक कक्षा की ऊँचाई, अर्थात, जिसमें उपग्रह पृथ्वी की सतह पर एक बिंदु पर "लटकता" है, के बराबर है 35,786 किलोमीटर. यह पृथ्वी से बहुत बड़ी दूरी है, इसलिए ऐसे उपग्रह के साथ सिग्नल विनिमय का समय 0.5 सेकंड तक पहुंच सकता है, जो इसे अनुपयुक्त बनाता है, उदाहरण के लिए, ऑनलाइन गेम की सर्विसिंग के लिए।

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