10. Виды орбит летат аппаратов. Классификация орбит

Среди орбит, на которые выводятся искусственные спутники Земли, стоит выделить следующие типичные конфигурации:

Низкая околоземная орбита. Обычно околокруговая орбита с высотой 300-600 километров. На таких орбитах летает большинство спутников Земли, в том числе осуществляющие дистанционное зондирование планеты.

Солнечно-синхронная орбита. Приполярная околокруговая орбита. В зависимости от наклонения (которое в любом случае близко к 90 градусам) и высоты орбиты можно добиться различной скорости вращения орбиты в пространстве, вызванной сплюснутостью Земли. Благодаря этому на такой орбите спутник проходит одну географическую широту каждый раз в одно и то же среднее солнечное время.

Геостационарная орбита. Круговая орбита, находящаяся в плоскости экватора. Высота орбиты – 35786 над средним уровнем моря. Угловая скорость спутника на такой орбите равна угловой скорости вращения Земли относительно звезд (сидерические сутки). Из-за небольшой сплюснутости Земли на экваторе (третья гармоника геопотенциала) на геостационарной орбите есть только две устойчивые точки, в других точках аппарат необходимо постоянно поддерживать.

Сильноэллиптическая орбита. Орбита с большим эксцентриситетом, выглядящая как эллипс. Обычно у таких орбит низкие перицентр и высокий апоцентр. Это можно использовать для запуска телекоммуникационных спутников, минуя заполненную геостационарную орбиту. Группировка аппаратов на сильно вытянутых орбитах может обеспечивать постоянное покрытие поверхности страны. Такая орбита используется космическим телескопом Спектр-Р для обеспечения большой интерферометрической базы. К таким орбитам относятся геопереходные, у которых перицентр находится на низкой околоземной орбите, а апоцентр – на геостационарной. Ракета-носитель выводит аппарат на такую орбиту, а по достижении апоцентра он должен собственными двигателями перейти на круговую орбиту.

Околоземные орбиты, на которые запускаются космические аппараты, принято делить на следующие категории.

Низкие околоземные орбиты (НОО) располагаются на высоте от 160 до 2000 км над поверхностью нашей планеты (в первом случае период обращения равен примерно 88 минут, во втором - 127 минут). Объекты, движущиеся на высотах менее 200 км, испытывают заметное торможение в самых высоких слоях атмосферы и достаточно быстро падают на Землю. Поэтому высоты менее 300 км для спутников обычно не применяются — время существования на столь низких орбитах сравнительно невелико. Верхнее значение определяется внутренней границей радиационных поясов с повышенной концентрацией заряженных частиц, способных повредить электронное оборудование и нанести серьезный ущерб здоровью космонавтов.

Все пилотируемые космические полеты — за исключением девяти экспедиций к Луне в рамках американской программы Apollo — проходили в области НОО либо были суборбитальными. Наибольшей высоты (опять же, не считая лунных миссий) достиг в сентябре 1966 г. экипаж корабля Gemini 11, имевшего апогей 1374 км. В данный момент все обитаемые орбитальные станции и подавляющее большинство прочих искусственных спутников Земли находятся на низких орбитах. Также на них сосредоточена большая часть космического мусора.

Многие спутники дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и аппараты военной разведки выводят на НОО, чтобы вести съемку наземных объектов с как можно более близкого расстояния и достичь максимально возможного разрешения.