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भौतिकी · शब्दावली

भूस्थिर कक्षा क्या है?

अन्य नाम: नाक्षत्र दिवस

परिभाषा 27.9 माध्यमिक भौतिकी · अध्याय 27 — उपग्रह और ग्रहों की गति

कोई उपग्रह भूस्थिर तब है जब वह ज़मीन के एक नियत बिंदु के ऊपर टँगा रहे। उसकी कक्षा वृत्तीय, भूमध्यरेखीय और आवर्तकाल में एक नाक्षत्र दिवस T=86164sT = 86\,164\,\mathrm{s} (23h23\,\mathrm{h} 56min56\,\mathrm{min} 4s4\,\mathrm{s}) की होनी चाहिए: यानी वह समय जो पृथ्वी तारों के सापेक्ष एक चक्कर लेने में लेती है। (24h24\,\mathrm{h} वाला दिन सूर्य के सापेक्ष है, और पृथ्वी उसकी ओर भी रोज़ एक डिग्री आगे बढ़ जाती है।)

उदाहरण

उदाहरण 27.10 (भूस्थिर ऊँचाई)

केप्लर का तीसरा नियम उलटा पढ़ने पर त्रिज्या तय कर देता है: r=(GMT2/4π2)1/3=(3.98×1014×(86164)2/4π2)1/34.22×107mr = \left(GMT^2/4\pi^2\right)^{1/3} = \left(3.98 \times 10^{14} \times (86\,164)^2/4\pi^2\right)^{1/3} \approx 4.22 \times 10^{7}\,\mathrm{m} — यानी ऊँचाई h=rR3.58×107m35800kmh = r - R \approx 3.58 \times 10^{7}\,\mathrm{m} \approx 35\,800\,\mathrm{km}, और चाल v=2πr/T3.1km/sv = 2\pi r/T \approx 3.1\,\mathrm{km}/\mathrm{s}। हर वह प्रसारक जो “ठहरा हुआ लटकता” है, भूमध्य रेखा के ऊपर इसी एक वृत्त पर बैठा है — और कोई दूसरा है ही नहीं।

उदाहरण 27.11 (दिशा-निर्देशन का मंडल)

उपग्रह-दिशानिर्देशन की व्यवस्थाएँ कोई तीस उपग्रह r2.66×107mr \approx 2.66 \times 10^{7}\,\mathrm{m} पर उड़ाती हैं (ऊँचाई 20200km\approx 20\,200\,\mathrm{km}), जहाँ प्रतिज्ञप्ति 27.3 T4.32×104sT \approx 4.32 \times 10^{4}\,\mathrm{s} देता है: यानी आधा नाक्षत्र दिवस, इसलिए हर उपग्रह रोज़ अपनी ज़मीनी लीक फिर से खींच देता है। आपका ग्राही उनके घड़ी-संकेतों के पहुँचने के समयों की तुलना मीटरों तक ज्ञात कक्षाओं से करता है।

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