Теоретические сведения. Солнечная интерференция

Солнечная интерференция

Одним из самых неприятных недостатков геостационарной орбиты, является уменьшение и полное отсутствие сигнала в ситуации, когда солнце и спутник-передатчик находятся на одной линии с приёмной антенной (положение «солнце за спутником»). Данное явление присуще и другим орбитам, но именно на геостационарной, когда спутник «неподвижен» на небе, проявляется особенно ярко. В средних широтах северного полушария солнечная интерференция проявляется в периоды с 22 февраля по 11 марта и с 3 по 21 октября, с максимальной длительностью до десяти минут. В ясную погоду, сфокусированые светлым покрытием антенны солнечные лучи могут повредить (расплавить) приёмо-передающую аппаратуру спутниковой антенны.

Высокая эллиптическая орбита (ВЭО) — это тип эллиптической орбиты у которой высота в апогее во много раз превышает высоту в перигее.

Типичная орбита КА «Молния». Красными точками отмечено время движения спутника по орбите.

По законам Кеплера, спутники использующие высокие эллиптические орбиты двигаются с очень высокой скоростью в перигее, а затем сильно замедляются в апогее.

Периге́ й (др.-греч. π ε ρ ί γ ε ι ο ς, букв. «околоземный») — ближайшая к Земле точка орбиты небесного тела, обращающегося вокруг Земли, обычно Луны или искусственного спутника Земли (Рисунок 5).

Рисунок 5 – Графическое изображение высоких

эллиптических орбит: 1- Земля; 2 - орбита спутника; 3- спутник Земли;

4 - линия земного экватора; 5- ось вращения Земли; 6 –перигей; 7 –апогей;
8 -линия апсид.

Перице́ нтр и апоце́ нтр (др.-греч. π ε ρ ί «пери» — вокруг, около, возле, др.-греч. α π ό «апо» — из, от (часть сложного слова, означающая отрицание и отсутствие чего-либо), лат. centrum — центр) — точки орбиты небесного тела — ближайшая к центральному телу и наиболее удалённая от центрального тела, вокруг которого совершается движение.

Иногда вместо слова «центр» (после «пери-» либо «апо-») используется название центрального тела (вокруг которого рассматривается обращение): гелиос — солнце, гея — земля, астра — звезда и т. п.

Так, в орбитах тел, движущихся вокруг Солнца (например, планет, астероидов и комет) перицентр и апоцентр обычно называют, соответственно, периге́ лием и афе́ лием (апоге́ лием).

В орбитах Луны и искусственных спутников Земли — периге́ й и апоге́ й.

В орбитах вокруг Луны — периселе́ ний и апоселе́ ний.

В орбитах двойных звёзд — периа́ стр и апоа́ стр.

Апоцентр определён только для эллиптических орбит. Параболические и гиперболические орбиты имеют только перицентр.

Ранее для обозначения этих двух крайних точек орбиты также использовалось обобщающее понятие апси́ да (от др.-греч. ἁ ψ ί ς — дуга, петля, свод, выступ).

Линия апси́ д — линия, соединяющая перицентр и апоцентр орбиты; для эллиптической орбиты линия апсид совпадает с большой осью эллипса (a) и проходит также через фокус. Невозмущённая орбита симметрична относительно линии апсид.

Радиусы пери- и апоцентра — расстояния от фокуса (в котором находится центральное небесное тело) до одной из этих точек.

Возмущающие силы вызывают изменение положения перигея в пространстве. Так, вследствие действия возмущающей силы Солнца, перигей Луны движется по орбите в ту же сторону, что и Луна, совершая полный оборот за 8, 85 года. Перемещение перигея искусственных спутников Земли обусловлено главным образом отличием формы Земли от шара, причём величина и направление этого движения зависят от наклона плоскости орбиты спутника к плоскости земного экватора.

Расстояние от перигея до центра Земли называется перигейным расстоянием.

Апоге́ й (от др.-греч. α π ό γ ε ι α, букв. «от земли») — точка орбиты небесного тела, обращающегося вокруг Земли, обычно Луны или искусственного спутника Земли, наиболее удалённая от центра Земли.

Точка апогея прямо противоположна точке перигея, так как обе эти точки — концы линии апсид, и изменяют свое положение с изменением положения линии апсид. Таким образом, изменение направления линии апогея, например, Луны непосредственно получается из изменения положения перигея её орбиты. Что касается расстояния точки апогея, то изменение этого расстояния зависит от изменений эксцентриситета лунной орбиты и её большой оси.

Когда КА находится близко от апогея, у наземного наблюдателя создаётся впечатление, что спутник почти не двигается в течение нескольких часов, то есть его орбита становится квази-геостационарной. В течение 3, 5 часов сигнал с него можно принимать на антенну диаметром 0, 6 м без использования поворотного устройства. С другой стороны, точка квазигеостационара может быть расположена над любой точкой земного шара, а не только над экватором, как у геостационарных спутников. Это свойство используется в северных и южных широтах сильно удалённых от экватора (выше 76—78° с.ш./ю.ш.), где угол места геостационарных спутников может быть очень низким, или даже отрицательным. В этих зонах приём с геостационарного спутника сильно затруднён или вовсе невозможен, и спутники на высокоэллиптических орбитах являются единственной возможностью обеспечить обслуживание. Углы мест у высокоэллиптических спутников превышают 40° на краях зоны обслуживания и достигают 90° в её центре.

Орбиты ВЭО могут иметь любое наклонение, но часто имеют наклонение близкое к для обнуления возмущения вызванного неправильной формой Земли, похожей на сплюснутый эллипсоид. При использовании такого наклонения орбита стабилизируется.

У эллиптических орбит аргумент перигея, находящийся между 180° и 360°, означает, что апогей находится над Северным полушарием. Напротив, аргумент перигея между 0° и 180° означает, что апогей находится над Южным полушарием. Апогей орбиты с аргументом перигея 0° или 180° будет находится точно над экватором, что с практической точки зрения не имеет смысла, поскольку в этом случае дешевле и проще использовать КА на геостационарной орбите (понадобится всего лишь один спутник вместо трёх).

Картина интерференции большого количества круговых когерентных волн, в зависимости от длины волны и расстояния между источниками (рисунок 6).