Een geostationaire baan (of Geostationaire baan - GEO) is een soort geosynchrone baan direct boven de evenaar van de aarde (0° breedtegraad). Zoals alle geosynchrone banen heeft hij een periode (tijd voor één baan) van 24 uur. Dit betekent dat hij even snel rond de aarde draait als de aarde, en dus de hele tijd boven dezelfde plek lijkt te blijven. Iemand die vanaf de aarde kijkt ziet een satelliet in een geostationaire baan als niet bewegend, op een vaste plek aan de hemel.
Geostationaire baan
Satellieten in geostationaire baan
Communicatiesatellieten en weersatellieten maken vaak gebruik van deze banen, zodat de satellietantennes die met hen communiceren niet hoeven te bewegen om hen te volgen. De grondantennes kunnen permanent op een vaste positie aan de hemel worden gericht. Dit is goedkoper en gemakkelijker dan een schotelantenne die altijd beweegt om een satelliet te volgen. Elke satelliet blijft boven de evenaar op een vaste lengtegraad (afstand oost of west).
Het idee van een geosynchrone satelliet voor communicatie werd voor het eerst gepubliceerd in 1928 (maar niet op grote schaal) door Herman Potočnik. Het idee van een geostationaire baan werd voor het eerst bekend in een artikel uit 1945 genaamd "Extra-Terrestrial Relays - Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage?" van de Britse sciencefictionschrijver Arthur C. Clarke, gepubliceerd in het tijdschrift Wireless World. De baan, die Clarke voor het eerst beschreef als goed voor uitzend- en relaiscommunicatiesatellieten, wordt soms de Clarke-baan genoemd. De naar de schrijver genoemde Clarke Belt is dit deel van de ruimte boven de aarde - ongeveer 35.786 km boven de zeespiegel, boven de evenaar, waar bijna-geostationaire banen kunnen worden uitgevoerd. De Clarke-baan (een andere naam voor een geostationaire baan) is ongeveer 265.000 km rond.
Details van de baan
De satelliet draait in de richting van de draaiing van de aarde, waardoor de omlooptijd gelijk is aan de omlooptijd van de aarde, de siderische dag (bijna 24 uur).
De baan moet boven de evenaar liggen. Aangezien alle banen rond het middelpunt van de aarde draaien, zou de satelliet, als hij boven de evenaar was gekanteld (zodat hij bijvoorbeeld recht boven New York City stond), bij elke baan even ver naar de zuidpool moeten draaien. Hij moet evenveel tijd aan elke kant van de evenaar doorbrengen. Dus als hij recht boven de evenaar staat, beweegt hij helemaal niet naar het noorden of zuiden. (Geosynchrone banen zijn als geostationaire banen, maar omvatten ook banen boven en onder de evenaar).
De hoogte van de baan is een exacte afstand, omdat de snelheid van de baan afhangt van de afstand tot het middelpunt van de aarde. Een baan is een evenwicht tussen centripetale kracht en de zwaartekracht van de Aarde. Objecten dichter bij de aarde voelen meer zwaartekracht. Daarom draaien objecten in een lage baan om de aarde (zoals het internationale ruimtestation) heel snel, ongeveer 90 minuten per baan. Objecten die verder weg staan doen langer over elke baan. De maan bijvoorbeeld doet ongeveer 29 dagen over elke baan.
Omdat deze baan zo hoog is, doen radio- (en licht-)golven er ongeveer 1/4 seconde over om naar de satelliet en terug naar de aarde te gaan. Dit betekent dat een uitgezonden interview tussen het televisiestation en een verslaggever op afstand een gat van een halve seconde kan vertonen (1/4 seconde om van de studio naar de verslaggever te gaan, en een 1/4 seconde terug naar de studio, waar het signaal dan naar de kijker wordt gestuurd). Deze halve seconde vertraging kan in veel nieuwsuitzendingen worden opgemerkt.
Wanneer satellieten het einde van hun levensduur bereiken, zou het te duur zijn om ze helemaal terug te brengen naar de aarde om daar in de atmosfeer op te branden. Het is veel goedkoper om ze een beetje hoger (300 km) in een "kerkhofbaan" te brengen, waar ze in wezen voor altijd zullen blijven.
Vragen en antwoorden
V: Wat is een geostationaire baan?
A: Een geostationaire baan is een soort geosynchrone baan die zich recht boven de evenaar van de aarde bevindt en een periode van 24 uur heeft, waardoor het lijkt alsof de baan de hele tijd boven dezelfde plek blijft.
V: Wat is het verschil tussen geostationaire en geosynchrone banen?
A: Geostationaire banen zijn een soort geosynchrone banen die zich recht boven de evenaar van de aarde bevinden en de hele tijd boven dezelfde plek lijken te blijven, terwijl een geosynchrone baan zich op elke breedtegraad kan bevinden en een periode van 24 uur heeft.
V: Wat is het doel van een geostationaire baan?
A: Het doel van een geostationaire baan is om een satelliet in een vaste positie ten opzichte van het aardoppervlak te houden, zodat er continu communicatie- en observatiemogelijkheden zijn.
V: Hoe snel beweegt een satelliet in een geostationaire baan rond de aarde?
A: Een satelliet in een geostationaire baan draait rond de aarde met dezelfde snelheid als de aarde draait, wat ongeveer 1000 mijl per uur is.
V: Hoe ziet iemand die een geostationaire satelliet vanaf de aarde bekijkt de beweging van de satelliet?
A: Iemand die een geostationaire satelliet vanaf de aarde waarneemt, ziet dat hij niet beweegt en een vast punt aan de hemel is.
V: Kan een geostationaire baan op elke breedtegraad zijn?
A: Nee, een geostationaire baan kan alleen op de evenaar van de aarde zijn, dat is op 0° breedtegraad.
V: Welke voordelen bieden geostationaire banen voor satellietcommunicatie en -observatie?
A: Geostationaire banen bieden een continue en consistente dekking van een bepaald gebied op aarde, waardoor constante communicatie- en observatiemogelijkheden mogelijk zijn zonder dat de positie van de satelliet voortdurend hoeft te worden aangepast.