Geostatsionaarne satelliit

Geostatsionaarne satelliit on Maa tehiskaaslane, mis jääb maapinna suhtes ühe ja sama punkti kohale.

Orbiit

 Pikemalt artiklis Geostatsionaarne orbiit

Kirjanik Arthur C. Clarke'i loodud graafik, millel on kujutatud orbitaalperiood (vasakpoolne telg) ja orbitaalkiirus (parempoolne telg) sõltuvuses kaugusest maakera keskmest (alumine telg). See on pärit artiklist, mis avaldati 1945 ehk ligi 20 aastat enne esimese geostatsionaarse satelliidi kasutuselevõttu

Geostatsionaarsete satelliitide orbiit on maapinnast 36 000 km kõrgusel ekvaatori kohal asuv vöö. Selles alas on satelliitide tiirlemisperiood täpselt üks tiir ööpäevas, mistõttu nad paistavadki maalt vaadatuna paigalseisvad. Geostatsionaarsed satelliidid peavad püsima selles alas, et ainsa neile mõjuva jõu – gravitatsiooni – põhjustatud ringliikumisel oleks täpselt õige kesktõukejõud.

Kesktõmbekiirendus on seoses orbiidi raadiuse ja satelliidi kiirusega: $a={v^{2}}/{r}$, kus a on kesktõmbekiirendus, v satelliidi kiirus ja r kaugus maakera keskpunktist. Raadiusest tuleneva orbiidi, mille pikkus on ${2\pi }{r}$, peab satelliit läbima ühe ööpäevaga. Kuna ka gravitatsiooni tugevus ja sellest tulenev kesktõmbekiirendus sõltuvad orbiidi raadiusest, ongi geostatsionaarsetel satelliitidel ainult ühe võimaliku kõrgusega orbiit (lisaks orbiidile, mis asub maakera keskpunktist täpselt maakera raadiuse kõrgusel ehk maapinnal).

Geostatsionaarsed satelliidid peavad asuma otse ekvaatori kohal, kuna kõigi maa kaaslaste orbiitide keskpunktid asuvad maa keskpunktis. Ainus selline orbiit, mis liigub maa pöörlemissuunas, asub ekvaatori kohal.

Orbiidi püsivus

Erinevatel põhjustel on geostatsionaarsete satelliitide keskmine eluiga 10–15 aastat. Satelliitidel esinevad väiksed kõrvalekalded, mis tulenevad nii Kuu kui Päikse gravitatsioonist ning sellest, et Maa pole ideaalne kera. Need vead parandatakse satelliidil asuvate mootoritega. Kui satelliidil kütus otsa saab, kaldub ta planeeritud orbiidist kõrvale ning võib ohustada teisi satelliite. Sellise olukorra vältimiseks liigutatakse satelliit enne kütuse lõppemist harilikult kõrgemale orbiidile.

Kasutusalad

Ühe geostatsionaarse satelliidi signaal katab 42% maakera pinnast ning kolm satelliiti suudavad katta terve maakera, kui välja arvata väiksed alad pooluste lähedal. Neid kasutatakse ilma- ja sidesatelliitidena. Satelliidi kõrgusest tulenev viivitus sides on ligikaudu veerand sekundit, mis on telekommunikatsiooni kasutamisel küllaltki suur ebamugavus. Geostatsionaarse satelliidi suurim pluss seisneb selles, et tema poole suunatud antenne ei pea liigutama, mis teeb nad palju odavamaks, kui on pidevalt satelliite jälgivad antennid.