Co to jest orbita geostacjonarna?
Orbita geostacjonarna (GEO, Geostationary Earth Orbit) to unikalna orbita kołowa nad równikiem Ziemi na wysokości dokładnie ok. 35 786 km (promień od centrum Ziemi ok. 42 164 km), na której okres orbitalny satelity wynosi dokładnie 24 godziny – tyle samo co dobowy obrót Ziemi. Satelita na tej orbicie pozostaje nieruchomy względem punktu na powierzchni Ziemi – co czyni go idealnym dla systemów komunikacyjnych, meteorologicznych i transmisji telewizyjnych wymagających stałego kierunku anteny. Orbita ta wynika bezpośrednio z trzeciego prawa Keplera.
Orbita geostacjonarna jest jedyna w swoim rodzaju: może być tylko jedna (nad równikiem, na ściśle określonej wysokości), nie może być nachylona (wtedy bylaby geosynchroniczna, ale nie geostacjonarna – satelita kreśliłby ósemkę). Pojemność orbity GEO jest ograniczona – satelity muszą być od siebie oddzielone co najmniej o 0,5-2 stopni długości geograficznej, by nie zakłócały się nawzajem. Zarządzanie miejscami na orbicie GEO jest zadaniem ITU (International Telecommunication Union). Na orbicie GEO działa ok. 400-500 satelitów aktywnych i ponad 1000 nieaktywnych (śmieci kosmiczne). Satelity meteorologiczne GEO (Meteosat, GOES, Himawari) fotografują całą półkulę co 10-15 minut. Opóźnienie sygnału przez GEO wynosi ok. 250-270 ms (prędkość światła na odległość 35 786 km i z powrotem) – zbyt duże dla aplikacji czasu rzeczywistego (gry, telekonferencje), dlatego nowoczesne systemy satelitarnej szerokopasmowej (Starlink, OneWeb, Amazon Kuiper) używają orbit LEO (200-600 km).
Pochowanie satelitów geostacjonarnych: gdy satelita wyczerpie paliwo i nie może korygować orbity, jest przenoszony 300 km wyżej na 'orbitę cmentarną’ (graveyard orbit), gdzie pozostaje przez tysiące lat bez ryzyka kolizji z aktywnymi satelitami GEO. Nowe regulacje ITU wymagają tego ruchu od 2002 roku. Orbita geostacjonarna jest dla wielu celów astronautyki pułapem dostępności – jej koszt dotarcia z LEO wynosi ok. 1,5 km/s delta-v i kilka tysięcy dolarów na kg dla rakiet handlowych.