مدار زمین‌همگام

با مدار زمین‌ایستا اشتباه نشود.

مدار زمین‌همگام (به انگلیسی: GSO یا Geosynchronous orbit) که مدار زمین آهنگ (مدار هم‌گردش زمین یا مدار زمین‌هم‌زمان) نیز نامیده می‌شود به مدارهایی در دور کره زمین گفته می‌شود که سرعت زاویه‌ایِ چرخش ماهواره‌ها بر روی این مدارها با سرعت چرخش زمین برابر است. به عبارتی دیگر: مدارهایی هستند که برای پیمودن مسیر کامل آنها به یک روز نجومی، (در حدود ۲۳ ساعت و ۵۶ دقیقه و ۴ ثانیه) نیاز است. یکی از مهم‌ترین این مدارها مدار زمین‌ثابت است.

انیمیشنی (مقیاس رعایت نشده است) که چرخش ماهواره ژئوسنکرون یا زمین آهنگ را به دور زمین نشان می دهد.

ماهواره زمین‌همگام ماهواره‌ای است که در «مدار زمین‌همگام» قرار دارد و دوره مداری آن با دوره گردش زمین یکسان است. این‌گونه ماهواره‌ها پس از هر زمان نجومی به موقعیت خود در آسمان باز می‌گردد. مزیت ماهواره‌های زمین‌همگام این است که نسبت به یک نقطه خاص بر روی زمین و نیز نسبت به ایستگاه‌های زمینی همیشه در یک محدوده از آسمان باقی می‌مانند. ویژگی مشخص ماهواره‌های زمین‌همگام این است که همیشه در یک نقطه خاص در آسمان باقی می‌مانند، بدین معنی که گیرنده‌های زمینی این ماهواره‌ها نیاز به جابه‌جایی نداشته و می‌توانند در یک جهت ثابت باشند. ماهواره‌های زمین‌همگام اغلب برای اهداف مخابراتی به‌کار می‌روند.

شبکه زمین‌همگام نیز به شبکه‌ای مخابراتی گفته می‌شود که از مجموعه ماهواره‌های زمین‌همگام ساخته شده است.

ماهواره باید حتی‌الامکان در نقطه‌ای از مدار زمین‌همگام قرارگیرد که ارتعاشات نیروی جاذبه زمین روی آن اثر کمتری داشته باشد. این مدار دایره‌ای شکل روی صفحه‌ای قرار دارد که از خط استوا می‌گذرد. در این حالت، سرعت زاویه‌ایِ ماهواره و زمین با هم برابر است.

نقاط مداری

مقالهٔ اصلی: مدار زمین‌ایستا

ماهواره‌های مدار زمین‌ایستا، در حالت کلی بر روی مداری با همین نام و بالای خط استوا، در فاصله ۳۵۷۸۶ کیلومتری از سطح زمین قرار داند. مدارهای زمین‌ایستا دوره گردِشی، درست برابر گردش زمین دارند. این مدار، مدار۲۴ ساعته نیز خوانده می‌شود. این ماهواره‌ها با سرعتی حدود سه کیلومتر در ثانیه در مدار زمین‌ثابت حرکت می‌کنند. برای ردیابی ماهواره احتیاج به سیستم پیچیده‌ای نیست ماهواره‌ها در مدار ثابتِ زمینی، با تعداد کم، امکان ایجاد پوشش زیادی را بر روی زمین دارند. به عنوان مثال سه ماهواره روی این مدار برای پوشش بیشتر سطح زمین (به جز قطب‌ها) کافی هستند. ماهواره نسبت به زاویه‌ای که ایستگاه زمینی آن را می‌بیند، ثابت است، در نتیجه احتیاجی به تغییر جهت آنتن نیست ولی تنظیم آن ضروری است. تعداد زیادی از ایستگاه‌های زمینی می‌توانند تحت پوشش یک ماهواره در این مدار قرار گیرند، به طوری که آنتن هر ماهواره می‌تواند حداکثر ۴۲/۴ درصد سطح کره زمین را بپوشاند.

• این نوع ماهواره‌های در فضا در مکانی ثابت قرار دارند و همراه با دَوَران زمین بِدور خود می‌گردند، و به دلیل همین ثبات دارای سایه‌ای ثابت (معروف به «جای‌پا») بر زمین هستند. به مدار ژئوسَنکرون (به انگلیسی: Geosynchronous) مدار زمین‌ایستا یا مدار کلارک نیز گفته می‌شود. تمام ماهواره‌های مخابراتی و تلویزیونی از این نوع هستند.
• مدارِ زمین‌ایستا، یک مدارِ دایره‌ای با شعاع ۴۲۱۶۴ کیلومتر است. همه مدارهای زمین، چه مدور یا بیضوی، دارای محورِ نیم‌قطر بزرگ یا اوج یکسان هستند. در واقع، مدارهایی با دوره گردشِ مشابه، همیشه اوج مشابه‌ای دارند. در موارد خاص از یک مدار زمین‌ایست، رَدگیری مسیر اینگونه ماهواره‌ها بر روی زمین، تنها یک نقطه در خط استواست. در حالت کلی یک مدار زمین‌ایست با تمایل غیر صفر یا خروج از مرکز و مدار، در صورت تغییر جای نقطه آن بر روی زمین، معمولاً قبل از پایان روز نجومی به همان مکان بازمی‌گردد. P دوره مداری است، و μ ثابتِ گرانشِ زمینی است، و مساوی می‌شود با ۳۹۸۶۰۰٫۴۴۱۸ (Km3/S2).

$a={\sqrt[{3}]{\mu \left({\frac {P}{2\pi }}\right)^{2}}}$

جستارهای وابسته

مدار (سیاره)

منابع و پانویس

• مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Geosynchronous orbit». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۹ آوریل ۲۰۱۵.