تعیین دقیق مدار ماهواره های زمین ایستا (ژئواستیشنری) بر اساس نظریه پتانسیل

مدار زمین ایستا از سال ها قبل، برای برقراری ارتباطات مخابراتی جهانی مورد استفاده قرار گرفته است. مطالعه گسترده ما در این خصوص مشخص ساخت که تاکنون همه محاسبات تعیین مدار ماهواره های زمین ایستا بر اساس میدان پتانسیل نقطه ای  صورت گرفته است. از آنجا که این میدان، یک میدان بسیار تقریبی برای میدان پتانسیل واقعی زمین است، در این تحقیق بر آن شدیم که بررسی جامعی در خصوص تعیین مدار ماهواره های زمین ایستا با بهره گیری از نظریه پتانسیل و مدل های پتانسیل کروی و بیضوی کامل تر (نزدیک تر به میدان پتانسیل واقعی زمین) صورت دهیم. مدل های پتانسیلی به کار برده شده عبارت اند از: (الف) میدان پتانسیل متوسط کروی (ب) جمله اول بسط پتانسیل گرانی زمین به هارمونیک های بیضوی و (ج) میدان پتانسیل سومیگلیانا- پیزتی. بر اساس نتایج حاصل، شعاع مدار ماهواره زمین ایستا برای میدان های (الف) تا (ج) دارای اختلافات به ترتیب ،  و  با مدار محاسبه شده از راه میدان نقطه ای  است. از آنجایی که این اختلاف موجب حرکت جزئی ماهواره در مدار خود می شود، ماهواره های زمین ایستای فعلی نیازمند راکت هایی هستند که برای تصحیح موقعیت مداری آنها مورد استفاده قرار گیرند و معمولا عمر مفید این ماهواره ها بر اساس مدت زمان کفایت سوخت این راکت ها تعیین می شود. جزئیات نحوه محاسبه شعاع ماهواره های زمین ایستا بر اساس میدان های یاد شده در این مقاله ارائه شده است. بر اساس نتایج حاصل مدار زمین ایستا با شعاع ، بر مبنای میدان های پتانسیل سومیگلیانا- پیزتی، برای به کار گیری در مخابرات ماهواره ای پیشنهاد می شود.

Keywords:

مدار زمین ایستا , حرکت مداری , مکانیک سماوی , میدان های پتانسیل