Geostationaarinen rata
Wikipedia
Geostationaarinen rata on noin 35 786 kilometrin päässä suoraan maan pinnan yläpuolella päiväntasaajalla sijaitseva ympyrän muotoinen kiertorata, joka on eräs erikoistapaus geosynkronisesta radasta. Siitä käytetään lyhennettä GEO (Geostationary Earth Orbit). Se on yleinen tietoliikennesatelliittien kiertorata. Satelliitin kiertoaika on yksi sideerinen vuorokausi.
[muokkaa] Historia
Idean geostationaarisesta radasta ja sen käytöstä tietoliikenteeseen esitti vuonna 1928 slovenialainen Herman Potočnik. Vuonna 1945 englantilainen science fiction -kirjailija Arthur C. Clarke toi sen laajempaan tietoon. Tämän takia ratoja kutsutaan toisinaan englantilaisissa alan julkaisuissa Clarken radoiksi (Clarke Orbits tai Clarke Belt).
[muokkaa] Käyttö
GEO-radalla kiertävä satelliitti näyttää maasta käsin pysyvän pysyvän paikoillaan, koska se kiertää Maata samaa vauhtia kuin Maa pyörii. Geostationaarisella radalla kiertävälle satelliitille voidaan johtaa ratanopeus 11 052 km/h. Tämä on yleisin tietoliikennesatelliittien kiertorata, koska tällöin satelliitti voi käyttää suunnattavia antenneja, joita ei tarvitse kiertää vuorokauden kuluessa. Koska kiertorata on pituudeltaan rajattu, Kansainvälinen televiestintäliitto (ITU) jakaa sitä pituuspiireittäin tarjouskilvan kautta. Etenkin Tyynenmeren päiväntasaajalla sijaitsevat pienet saarivaltiot ovat myyneet niille kuuluvia radan paikkoja tietoliikenneyhtiöille.
Muita tietoliikennesatelliittien ratoja ovat mm. Molnija-radat.
[muokkaa] Matematiikkaa
Vapaassa pudotusliikkeessä ympyräradalla keskipako- ja keskuskappaleen vetovoima kumoavat toisensa.
- Fkeskipako = FMaanvetovoima
Newtonin toisen lain mukaan voimat ovat muotoa massa kertaa kiihtyvyys:
Satelliitin massa kumoutuu, joten rata on siitä riippumaton.
Keskipakovoiman kiihtyvyys on:
jossa ω kulmanopeus ja r radan säde mitattuna keskuskappaleen keskipisteestä.
Keskuskappaleen gravitaation vetovoima on
jossa Me on Maan massa ja G gravitaatiovakio.
Täten saadaan
![r = \sqrt[3]{\frac{M_e \cdot G}{\omega^2}}](../../../math/a/6/7/a6780af77cc219b2485d396397b92104.png)
Korvataan 
kertoimella μ, joka on geosentrinen gravitaatiovakio:
![r = \sqrt[3]{\frac{\mu}{\omega^2}}](../../../math/e/2/a/e2a1e86e3c589e0440bdaf585e114ef9.png)
Kulmanopeus ω on toisaalta matka (
) jaettuna periodilla, joka on Maalle 86164 sekuntia. Täten saadaan
Säde on 42164 km Maan keskipisteestä eli Maan pinnalta 35786 km.
Ratanopeus on
