Kann ein Satellit an einem Ort bleiben, aber nicht über dem Äquator? [geschlossen]

Um die prägnante, aber vollständige Antwort von @Planetmaker zu ergänzen :

Um immer mindestens einen Satelliten am Himmel über Russland (oder jedem anderen Gebiet mit hohen nördlichen oder südlichen Breitengraden) zu halten, wurde die Molniya-Umlaufbahn erfunden.

Quelle

Sie ist nicht stationär oder gar synchron, sondern mit einer Periode von genau 1/2 Sternentag eine Wiederholungsbahn. Es scheint etwa 8 seiner ~12-stündigen Umlaufbahn weit über dem Horizont für eine Region zu verweilen, die um 63,4° Nord oder Süd zentriert ist.

Zwölf Stunden später wird es dasselbe für ein Gebiet tun, das um 180 Grad in der Länge versetzt ist, also brauchen Sie drei davon, um eine Molniya-Konstellation zu erstellen .

Da sie nicht synchron sind, bewegen sie sich langsam, aber kontinuierlich über den Himmel, sodass eine Schüsselantenne, die mit der Konstellation kommuniziert, mit Motoren ausgestattet sein müsste, die sich langsam, aber konstant bewegen, um jeweils einen von ihnen zu verfolgen und dann etwa zurück zum nächsten zu springen alle 8 Stunden (ein Drittel eines Sternentages).

Die Neigung von 63,4° kommt daher$4 - 5 \sin^2 \theta = 0$, ein Begriff, der im Zähler des Ausdrucks für die Präzession des Arguments des Perigäums der Umlaufbahn aufgrund der Abflachung der Erde steht, wie durch ausgedrückt$J_2$. Bei anderen Neigungen würde das Perigäum langsam präzedieren, so dass die wiederholte Bodenspur auf der Zeitskala von Monaten nach Osten oder Westen driften würde.

NEIN.

Ein geostationärer Satellit umkreist die Erde in einem Zeitraum von 24 Stunden – im gleichen Rotationssinn wie die Erde. Dadurch wird sichergestellt, dass sich seine Ausrichtung in Bezug auf die Erdoberfläche nicht ändert.

Wenn Sie einen Satelliten in eine andere Umlaufbahn bringen, die sich nicht um den Äquator befindet, ändert er den Breitengrad und kann daher niemals geostationär sein.

Ein Satellit, der sich um einen anderen, aber konstanten Breitengrad als den Äquator bewegt, befindet sich nicht in der Umlaufbahn, da der Mittelpunkt seiner Bahn nicht der Mittelpunkt der Erde ist und daher einen konstanten Antrieb benötigen würde.

Abhängig von Ihrer Definition von Satellit; vielleicht ja.

Nur über dem Äquator können Sie einen Satelliten in einer geostationären Kepler-Umlaufbahn haben. Diese Idee wird in anderen Antworten ausführlich behandelt. Ich möchte anmerken, dass selbst diese Satelliten nicht völlig ohne Antriebsmittel sind. Sie müssen in der Lage sein, gelegentlich Schub zu erzeugen, um Korrekturen an ihrer Umlaufbahn vorzunehmen.

Wenn wir jedoch Satelliten berücksichtigen, die sich in nicht-keplerischen Umlaufbahnen befinden, gibt es Pole-Sitter . Ein Polsitter bleibt stationär über dem Pol eines Planeten. Dies wird durch eine Kombination aus Schub und oft viel höherer Höhe als gewöhnliche Satelliten erreicht. Höher zu sein bedeutet, weniger Schwerkraft entgegenzuwirken, obwohl es schließlich andere Probleme gibt, nicht vom Platz abzudriften. Dies ist auch oft ein Kompromiss zwischen Höhe und guten Beobachtungsmöglichkeiten - Polsitter werden normalerweise verwendet, um die Polkappen zu beobachten.

Es gibt einige coole Vorschläge, Sonnensegel zu verwenden, um Pole-Sitter an Ort und Stelle zu halten; https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/1.G003952

Ein Satellit hat eine Zentrifugalkraft* radial weg von seinem Krümmungszentrum. Wenn sich die Umlaufbahn in einer Ebene befindet, die nicht durch den Massenmittelpunkt der Erde verläuft, steht die Zentrifugalkraft in einem Winkel zu dem Strahl, der vom Satelliten und dem Massenmittelpunkt der Erde ausgeht. Da die Schwerkraft nur durch diesen Strahl wirkt, kann die Schwerkraft die Zentrifugalkraft nicht vollständig aufheben, und es wird eine Kraft senkrecht zu diesem Strahl geben. Es gibt also keine Möglichkeit, einen Breitengrad ungleich Null zu umkreisen, ohne dass eine Kraft in Richtung eines anderen Breitengrads drängt.

*Ja, die Zentrifugalkraft ist eine Pseudokraft, aber das ändert nichts an diesem Argument.