Geostationär bana
En geostationär bana (eller geostationär jordbana - GEO) är en typ av geosynkron bana direkt ovanför jordens ekvator (0° latitud). Liksom alla geosynkrona banor har den en period (tid för en omloppsbana) på 24 timmar. Detta innebär att den går runt jorden lika snabbt som jorden snurrar, och därför verkar den vara ovanför samma plats hela tiden. En person som tittar från jorden ser en satellit i en geostationär omloppsbana som orörlig, på en stadig plats på himlen.
Geostationär omloppsbana.För någon på jorden ser varje satellit ut att vara på samma plats på himlen. När man tittar ner mot Nordpolen
Geostationär bana.För en observatör på den roterande jorden (grön punkt på den blå sfären) ser de lila och röda satelliterna ut att vara på samma plats på himlen.
Sidovy av 2 satelliter på jorden
En 5 x 6 graders vy av en del av det geostationära bältet med flera geostationära satelliter. De som befinner sig ovanför ekvatorn bildar ett diagonalt bälte tvärs över bilden: några objekt med liten lutning mot ekvatorn syns ovanför denna linje. Lägg märke till hur satelliterna är punktformade, medan stjärnorna har skapat små spår på grund av jordens rotation.
Satelliter i geostationär omloppsbana
Kommunikations- och vädersatelliter använder ofta dessa banor så att de satellitantenner som kommunicerar med dem inte behöver flytta sig för att följa dem. Markantennerna kan riktas permanent mot en fast position på himlen. Detta är billigare och enklare än att ha en parabolantenn som alltid rör sig för att följa en satellit. Varje antenn befinner sig ovanför ekvatorn på en bestämd longitud (avstånd öster eller väster).
Idén om en geosynkron satellit för kommunikation offentliggjordes för första gången 1928 (men utan större spridning) av Herman Potočnik. Idén om en geostationär omloppsbana blev välkänd först i en artikel från 1945 med titeln "Extra-Terrestrial Relays - Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage?" av den brittiske science fiction-författaren Arthur C. Clarke, som publicerades i tidskriften Wireless World. Denna bana, som Clarke först beskrev som lämplig för sändnings- och reläkommunikationssatelliter, kallas ibland Clarke-banan. Clarke-bältet, som är uppkallat efter författaren, är denna del av rymden ovanför jorden - ca 35 786 km över havet, över ekvatorn, där nästan geostationära banor kan användas. Clarke-banan (ett annat namn för en geostationär bana) ligger ungefär 265 000 km runt.
Detaljer om banan
Satelliten kretsar i jordens rotationsriktning, vilket ger en omloppstid som är lika lång som jordens rotationsperiod, den s.k. sideriska dagen (mycket nära 24 timmar).
Omloppet måste vara ovanför ekvatorn. Eftersom alla banor kretsar kring jordens centrum måste satelliten svänga lika långt till sydpolen i varje omloppsbana om den tippar över ekvatorn (så att den till exempel befinner sig rakt ovanför New York). Den måste tillbringa lika mycket tid på varje sida av ekvatorn. Om den befinner sig direkt över ekvatorn rör den sig alltså inte alls norrut eller söderut. (Geosynkrona banor är som geostationära banor, men inkluderar även de som går över och under ekvatorn).
Banans höjd är ett exakt avstånd eftersom banans hastighet beror på hur långt den befinner sig från jordens centrum. En omloppsbana är en balans mellan centripetalkraften och jordens gravitation. Objekt som befinner sig närmare jorden känner mer av gravitationen. Detta är anledningen till att objekt i låg omloppsbana (som den internationella rymdstationen) kretsar mycket snabbt runt jorden, ungefär 90 minuter för varje omloppsbana. Objekt som befinner sig längre bort tar längre tid för varje omloppsbana. Månen tar till exempel cirka 29 dagar för varje omlopp.
Eftersom omloppsbanan är så hög tar det ungefär 1/4 sekund för radio- (och ljus-) vågorna att ta sig upp till satelliten och tillbaka till jorden. Detta innebär att en intervju som sänds mellan en tv-station och en avlägsen reporter kan ha en lucka på en halv sekund (1/4 sekund för att gå från studion till reportern och 1/4 sekund tillbaka till studion, där signalen sedan sänds till tittaren). Denna halva sekund fördröjning kan märkas i många nyhetssändningar.
När satelliterna har nått slutet av sin livslängd skulle det vara för dyrt att ta dem hela vägen tillbaka till jorden för att brinna upp i atmosfären. Det är mycket billigare att placera dem lite högre upp (300 km) i en "kyrkogårdsbana", där de i princip kommer att stanna för evigt.
Frågor och svar
F: Vad är en geostationär bana?
S: En geostationär bana är en typ av geosynkron bana som befinner sig direkt ovanför jordens ekvator och har en period på 24 timmar, vilket gör att den ser ut att befinna sig ovanför samma plats hela tiden.
F: Vad är skillnaden mellan geostationära och geosynkrona banor?
S: Geostationära banor är en typ av geosynkrona banor som befinner sig direkt ovanför jordens ekvator och ser ut att hålla sig ovanför samma punkt hela tiden, medan en geosynkron bana kan befinna sig på vilken latitud som helst och har en period på 24 timmar.
F: Vad är syftet med en geostationär bana?
S: Syftet med en geostationär bana är att hålla en satellit i en fast position i förhållande till jordytan, vilket ger kontinuerlig kommunikations- och observationsförmåga.
F: Hur snabbt rör sig en satellit i en geostationär bana runt jorden?
S: En satellit i en geostationär bana rör sig runt jorden med samma hastighet som jorden snurrar, vilket är ungefär 1 000 miles per timme.
F: Hur uppfattar en person som observerar en geostationär satellit från jorden dess rörelse?
S: En person som observerar en geostationär satellit från jorden ser att den inte rör sig, utan framträder som en stadig punkt på himlen.
F: Kan en geostationär satellit befinna sig på vilken latitud som helst?
S: Nej, en geostationär bana kan bara ligga vid jordens ekvator, vilket är vid 0° latitud.
F: Vilka fördelar har geostationära banor för satellitkommunikation och satellitobservation?
S: Geostationära banor erbjuder kontinuerlig och konsekvent täckning av ett visst område på jorden, vilket möjliggör konstant kommunikation och observation utan att man ständigt behöver justera satellitens position.
