Geosynchrone versus geostationaire baan
Een baan is een gekromd pad in de ruimte, waarin hemellichamen de neiging hebben om te roteren. Het onderliggende principe van de baan hangt nauw samen met de zwaartekracht en het werd pas duidelijk uitgelegd toen Newton's zwaartekrachttheorie werd gepubliceerd.
Om het principe te begrijpen, kunt u een bal beschouwen die aan een snaar is bevestigd, gedraaid met een constante lengte van de snaar. Als de bal langzamer draait, zal de bal geen cycli voltooien, maar instorten. Als de bal met een zeer hoge snelheid draait, zal de snaar breken en zal de bal wegknippen. Als je het touwtje vasthoudt, voel je de trekkracht van de bal aan de hand. Deze poging van de bal om weg te bewegen wordt tegengegaan door de spanning van de snaar door deze terug te trekken, en de bal begint in cirkels te bewegen. Er is een specifieke snelheid waarmee je moet roteren, dus deze tegengestelde krachten zijn in balans, en als ze dat doen, kan het pad van de bal worden beschouwd als een baan.
Dit principe achter dit eenvoudige voorbeeld kan worden toegepast op veel grotere objecten zoals planeten en manen. De zwaartekracht fungeert als de middelpuntzoekende kracht en houdt het object, dat probeert weg te bewegen, in een baan, het elliptische pad in de ruimte. Onze zon houdt de planeten eromheen vast, en de planeten houden de manen eromheen op dezelfde manier vast. De tijd die een object in de baan nodig heeft om een cyclus te voltooien, staat bekend als de baanperiode. De aarde heeft bijvoorbeeld een omlooptijd van 365 dagen.
Geosynchrone baan is een baan rond de aarde met een omlooptijd van één siderische dag, en geostationaire baan is een speciaal geval van een geosynchrone baan waar ze recht boven de evenaar worden geplaatst.
Meer over Geosynchronous Orbit
Denk nog eens aan de bal en het touwtje. Als de lengte van de snaar kort is, draait de bal sneller, en als de snaar langer is, draait hij langzamer. Analoog hebben banen met een kleinere diameter hogere omloopsnelheden en kortere omloopperioden. Als de diameter groter is, is de orbitale snelheid langzamer en is de orbitale periode langer. Het internationale ruimtestation, dat zich in een lage baan om de aarde bevindt, heeft bijvoorbeeld een periode van 92 minuten en de maan heeft een omlooptijd van 28 dagen.
Tussen deze uitersten in is er een specifieke afstand tot de aarde waarbij de omlooptijd gelijk is aan de rotatieperiode van de aarde. Met andere woorden, de omlooptijd van een object in deze baan is één siderische dag (ongeveer 23 uur 56 meter), en daarom is de hoeksnelheid van de aarde en het object vergelijkbaar. Een interessant resultaat hiervan is dat de satelliet elke dag op hetzelfde tijdstip op dezelfde positie staat. Het is gesynchroniseerd met de rotatie van de aarde, vandaar de geosynchrone baan.
Alle geosynchrone banen van de aarde, of ze nu cirkelvormig of elliptisch zijn, hebben een semi-hoofdas van 42.164 km.
Meer over geostationaire baan
Een geosynchrone baan in het vlak van de evenaar van de aarde staat bekend als een geostationaire baan. Omdat de baan zich in het vlak van de evenaar bevindt, heeft deze een andere eigenschap dan tegelijkertijd in dezelfde positie te zijn. Wanneer een object in de baan beweegt, beweegt de aarde er ook parallel mee. Daarom lijkt het erop dat het object zich altijd boven hetzelfde punt bevindt. Het is alsof het object recht boven een punt op aarde is bevestigd, in plaats van er in een baan omheen te draaien.
Bijna alle communicatiesatellieten worden in de geostationaire baan geplaatst. Het concept van het gebruik van de geostationaire baan voor telecommunicatie werd voor het eerst gepresenteerd door de sci-fi-auteur Arthur C. Clarke, en daarom ook wel de Clarke-baan genoemd. En de verzameling satellieten in deze baan staat bekend als de Clarke-riem. Tegenwoordig wordt het overal ter wereld gebruikt voor telecommunicatie.
De geostationaire baan bevindt zich 35.786 km (22.236 mijl) boven het gemiddelde zeeniveau en de baan van Clarke is ongeveer 265.000 km (165.000 mijl) lang.
Wat is het verschil tussen geosynchrone en geostationaire baan?
• Een baan met een omlooptijd van één sterredag staat bekend als een geosynchrone baan. Een object in deze baan verschijnt tijdens elke cyclus op dezelfde positie. Het is gesynchroniseerd met de rotatie van de aarde, vandaar de term geosynchrone baan.
• Een geosynchrone baan die in het vlak van de evenaar van de aarde ligt, staat bekend als de geostationaire baan. Een object in een geostationaire baan lijkt recht boven een punt op aarde te zijn bevestigd, en het lijkt stationair te zijn ten opzichte van de aarde. Daarom. de term geostationaire baan.
