מסלול גאוסטציונרי

מסלול גאוסטציונרי (באנגלית: Geostationary Earth Orbit - GEO) הוא מסלול מעגלי סביב כדור הארץ, מעל קו המשווה, והוא מרוחק 35,786 קילומטר מפני הארץ. תכונתו העיקרית של מסלול זה היא כי לוויין שיוצב עליו יוכל להישאר כל הזמן מעל אותה נקודה על פני כדור הארץ, ועל כן ייראה מכדור הארץ כנייח. תכונה זו מאפשרת להעביר שירותי תקשורת לאזורים מוגדרים על פני הארץ לאנטנות המכוונות בזווית קבועה לנקודה ספציפית בחלל. בניגוד ללווייני תקשורת, לווייני ריגול מוצבים ופועלים במסלולים בגובה מספר מאות קילומטרים מעל פני הקרקע, הם מקיפים את כדור הארץ מספר פעמים ביום ומיקומם בשמיים אינו קבוע.

הרעיון של לוויינים גאוסטציונריים (וגאוסינכרוניים, שגאוסטציונריים הוא מקרה פרטי שלהם) פורסם לראשונה בשנת 1928 בידי הרמן פוטקניק. מסלולים גאוסינכרוניים וגאוסטציונריים עברו פופולריזציה בידי סופר המדע הבדיוני ארתור צ'ארלס קלארק ב-1945 כמסלולים שימושיים ללווייני תקשורת, ולכן הם נקראים לעיתים גם מסלולי קלארק על שמו. חגורת קלארק היא החלק בשמים בגובה של כ-35,786 קילומטר מעל פני הים במישור קו המשווה שבו ניתן להשיג מסלול קרוב לגאוסטציונרי. בשל השפעות רוח שמש סוטה לעיתים הלוויין ממסלולו, ולכן מופעלים מדי פעם מנועי הלוויין כדי להחזירו למקום הדרוש. כתוצאה מכך אורך חיי הלוויינים מוגבל.

לאור העובדה כי קיים רק גובה מסלול גאוסינכרוני אחד הסובב את כדור הארץ, הוא מנוהל על ידי איגוד התקשורת הבינלאומי (באנגלית: ITU - International Telecommunication Union), אשר יוצר מסגרת לביצוע תהליכי תיאום תדרי הלוויינים בין רשתות לווייניות שונות במטרה למנוע הפרעות הדדיות. אך התיאום הראשוני שמבצע ITU, הוא הקצאת מקום פיזי ללוויין (קו אורך גאוגרפי), זאת כיוון שמספר הלויינים שאפשר לשבץ במסלול, מוגבל, כדי למנוע התנגשות.

חישוב המסלול הגיאוסטציונרי

גובה הלווין שבו יתקבל מסלול גיאוסטציונארי הוא תוצאה של פתרון המשוואה שתאזן את הכוחות הפועלים על הלווין בהינתן שמהירותו הזוויתית חייבת להיות זהה למהירות הזוויתית בפני הכוכב (לדוגמה בכדור״א הקפה כל 24 שעות). מצד אחד כוח המשיכה, ומצד שני הכוח הצנטרפיטלי. ניתן לראות את החישוב המפורש כאן^[1]