Tehiskaaslane kindlas punktis taevalaotusel: Mis on geostatsionaarne orbiit?

Nn geosünkroonne orbiit on ringikujuline orbiit kõrgel Maa pinna kohal, mis võimaldab tehiskaaslastel võrdsustada enda liikumiskiirust Maa pöörlemiskiirusega. Geosünkroonne ekvatoriaalne orbiit ehk nn geostatsionaarne orbiit võimaldab seega satelliidil istuda justkui paigal ühe punkti kohal ja vaadata järjekindlalt just sinna.

35 786 kilomeetri kõrgusel Maa ekvaatori kohal asuv geostatsionaarne orbiit on hindamatu väärtusega ilmastiku vaatlemisel, aga ka satelliitside ja luuretöö juures. „Kuna tehiskaaslased liiguvad orbiidil sama kiirusega, millega Maa pöörleb, jääb mulje, nagu püsiksid need paigal üheainsa pikkuskraadi piires, ehkki need võivad triivida lõuna või põhja suunas,“ selgitab NASA veebileht Earth Observatory.

Geosünkroonsel orbiidil asuv tehiskaaslane võib üht piirkonda planeedi pinnast jälgida peaaegu vahetpidamata. See võimaldab dokumenteerida näiteks regioonis toimuvaid ilmastiku- ja keskkonnamuutuseid väga pika aja — kuude või aastate — vältel.

Taolisest suutlikkusest on palju kasu sõjaväele. Näiteks, kui USA hakkab muretsema kusagil maailma piirkonnas toimuvate sündmuste pärast — või tahab näha, kuidas läheb riigi relvajõududel —, võimaldab geosünkroonsel orbiidil asuv satelliit pildistada-filmida ja muul moel seirata üht konkreetset piirkonda. Just selliseks otstarbeks läkitatigi 2013. aastal üles USA lairibaside-tehiskaaslane Wideband Global SATCOM 5.

Kuid ka tsivilistele pakub geosünkroonne orbiit mitmesuguseid hüvesid. Hulk ettevõtteid tegeleb tollel orbiidil paiknevatelt satelliitidelt telefoni-, interneti-, televisiooni jm sideteenuste pakkumisega. Geostatsionaarsele orbiidile viidud tehiskaaslaste veebiloend Satellite Signals väidab, et aktiivseid geosünkroonseid satelliite tiirleb praegu ekvaatori kohal 402.

Ringikujuline geosünkroon-orbiit ümber Maa mahutab üsna palju tehiskaaslasi, tehno-juura-žurnaalis Berkeley Technology Law Review avaldatud Lawrence Robertsi analüüsi kohaselt koguni 1800. Ruumipuudus ja tehnika seavad sellele hulgale siiski ilmselged piirid.

Täpsemalt peavad satelliidid püsima väga piiratud alal ega tohi neile määratud „lahtrist“ Maa pinna kohal kaugele triivida, kuna võivad sel moel teisi satelliite ohustada. Lahtrite jagamisega geostatsionaarsetele orbiitidele ning riikidevaheliste erimeelsuste lahendamisega antud valdkonnas tegeleb Rahvusvaheline Telekommunikatsiooniliit ITU.

Samamoodi peetakse heaks tooniks läkitada tehiskaaslased ekspluatatsiooniaja lõpu lähenedes enne kütuse täielikku lõppemist viimsele teekonnale geosünkroonsest orbiidist kõrgemal asuvale „kalmistuorbiidile“ (ingl graveyard orbit), et teha ruumi geosünkroon-satelliitide järgmisele põlvkonnale.

Samuti peab tehiskaaslaste omavaheline kaugus olema nii suur, et nende sidesignaalid ei hakka üksteist segama; see võib tähendada ühe kuni kolme kraadi suurust vahemaad. Tõsi, tänu arengutele tehniliste lahenduste vallas on nüüdisajal võimalik mahutada rohkem satelliite väiksemasse alasse.