Uyduların Yörüngeleri

Yörüngeler :
Yörüngeler, yeryüzünden yükseklik, biçim, eğim ve güneşe göre senkronizasyon gibi değişik parametrelere göre sınıflandırılırlar. Bazen bu parametrelerden birkaçı bir araya gelerek yörüngeyi tanımlar, örneğin, kutupsal, dairesel gibi. Bazen de yörüngelere isimler verilir, CLARKE yörüngesi (jeostasyoner yörünge), Molniya yörüngesi (yüksek eliptik, eğimli, yarı-senkron) gibi.

6.1 Düşük yörünge (LEO) :
Ortak olarak kabul görmüş bir LEO tanımı olmamasına karşın, genel olarak 800 km. den daha yüksek apogee olmayan yörüngelere LEO yörünge denir. Burada yörünge düzleminin eğimi göz önüne alınmaz. LEO yörüngelerden çoğu daireseldir, dolayısıyla, eccentricity hemen hemen sıfırdır. Alçak yörüngelerde, uydular itme roketleri ile yörüngelerine periyodik olarak itilmedikçe, bu yüksekliklerde atmosferik sürüklenmenin etkisi çok fazla olduğundan, uyduların ömür devrini kısaltır. İtme düzeltmeleri olmadan LEO bir uydunun yörünge ömrü, 320 km.de yaklaşık bir yıldır. 800 km.de, bu ömür yaklaşık 10 yıla çıkar. Ancak, daha yüksek yörüngelerde uzay çöpünün alçak yörüngelere göre daha fazla olduğu ve dolayısıyla bu yörüngelerde uydunun parçacıklarla ve meteoritlerle çarpışma olasılığının alçak yörüngelere göre daha fazla olduğu; bundan ötürü de uyduların zarar görme olasılığının daha yüksek olduğu unutulmamalıdır.
LEO uydular genellikle gözlem, çevre koruma, küçük haberleşme uyduları ve bilimsel amaçlı çalışmalar için kullanılır. Alçak yörüngede dolaşan ve A.B.D.nin Uzay Mekiği, Rusya’nın Mir İstasyonu gibi insanlı uzay araçları, personelini Van Allen ışınım kuşakları gibi zararlı etkilerden korumak amacıyla çok kalın zırhlar kullanılmasından kaçınmak için genellikle 500 km.nin altında yörüngede tutulur.
LEO uydular, dünyanın yüzeyine çok yakın geçmenin avantajlarını kullanırlar. Dezavantajı ise, yeryüzündeki kullanıcıların üzerinden çok kısa bir sürede geçmeleridir. LEO uydular, dünyanın herhangi bir yeri veya bölgesi için sürekli kaplama sağlayamazlar. Bazı büyük LEO uydular, özellikle sabah çok erken veya gece geç saatlerde, dünyanın yüzü karanlıkta, ancak uydu güneşin aydınlık yüzünü görüyor iken ortaya çıkan yansımalardan ötürü çıplak gözle görülebilirler. Yeryüzündeki insanlar LEO uyduları, gökyüzünde küçük bir nokta gibi, tam üzerlerinden olmasa bile, bir noktadan ufukta başka bir noktaya kayan bir nesne olarak görebilirler.
6.1.1 Güneş-senkron yörünge :
LEO yörüngenin özel bir biçimi güneş-senkron yörüngedir. Bu yörünge değişken, kutupsal yörüngeye yakın ve uydunun belirlenen bir “güneş zamanında” hep aynı yerden geçtiği varsayımına dayanan bir yörüngedir. Güneş-senkron yörüngeye ulaşmak için gereksinim duyulan eğim, yörüngenin yüksekliği ve eccentricity ile belirlenir. Çoğu kez eğim açısı 98 derecedir.
Bu yörüngedeki uydular konumlarını sürekli olarak güneşin konumuna göre sabit tutarlar. Böylece, yeryüzünde güneş ile nesneler arasında oluşan gölgeler, belirlenen enlemlerde uydu üzerlerinden geçerken hep aynı boydadırlar. Bu nedenle, sözgelimi yeni yapılan binalar gibi her tür değişiklik kolaylıkla fark edilir ve gözlemlenir. Bazı meteoroloji ve çevre koruma amaçlı uzaktan algılama uyduları bu tür yörüngeleri kullanırlar.
6.1.2 Yarı-senkron yörünge :
LEO ve MEO yörüngelerin özel bir birleşimi yarı-senkron yörünge diye adlandırılır. Yarı-senkron bir yörüngenin periyodu günün yarısına eşittir. Uygun eğim uygulanmış, dairesel yörüngeye yakın bir yörünge ile, dünya yüzeyinin günde 2kez taranması ve izlenmesi mümkündür.
Bu periyotta bir uydunun orta yörüngede olduğu da düşünülebilir. Bu yörüngedeki uydular çok yüksek dozda Van Allen ışınım kuşağına maruz kalırlar. Dolayısıyla, bu yörüngede kullanılacak uydular, bu kuşakları geçerken gittikçe artan ışın seviyelerine dayanacak şekilde korumalı olarak yapılmak zorundadırlar. Bu tür yörüngeleri kullanan uydulara en güzel örnek GPS uydularıdır.
6.2 Yüksek-eliptik yörünge :
Bu tür bir yörüngenin herkesçe kabul görmüş bir tanımı yoktur, ancak, eccentricity değeri 0.5’ten daha büyük olan yörüngeler genellikle yüksek-eliptik yörünge olarak kabul edilmektedir. Bu yörüngedeki uydular, yörüngede bulundukları zamanın büyük bir bölümünü apogee tarafında geçirirler. Belirli ve tanımlanmış bir eğimleri, yükseklikleri veya periyotları yoktur.
6.3 Molniya yörüngesi :
Molniya yörüngesi, yüksek-eliptik ve yarı-senkron yörüngelerin spesifik bir formudur. Eğim açısı 64 derece, eccentricity 0.7 ve perigee de güney yarımküre üzerindedir. Molniya yörüngesindeki bir uydu 12 saatlik periyodunun 11.7 saatini kuzey yarımkürede geçirir. Bu nedenle, Molniya yörüngesindeki uydular, özellikle jeosenkron uydularla kapsanması maliyet-etkin olamayan kuzey kutbu ve civarı bölgeler için neredeyse en uygun haberleşme araçları durumundadırlar.
6.4 Jeosenkron (jeostasyoner) yörünge (GEO) :
Jeostasyoner yörünge, jeosenkron yörüngenin özel bir formudur. Uydunun yörünge düzlemi, dünyanın ekvator düzlemine çok yakın olduğundan, eğim açısı sıfıra yakındır. Yörünge mümkün olduğunca dairesel ve eccentricity neredeyse sıfırdır. Yörünge periyodu, dünyanın kendi yörüngesinde dönme zamanı ile aynıdır (1 gün). Dünyadaki bir gözlemci için, uydu gökte sabit duruyor gibidir. Böylelikle, uydular dünya ekvatoru üzerinde herhangi bir boylamda (doğu/batı) yörüngeye yerleştirilebilir.
Bu yörüngenin en büyük avantajı, uyduların dünyanın belirli bölgeleri için sürekli kaplama sağlaması ve uydu yer istasyonu antenlerinin izleme sistemleri kullanmasına gereksinim olmamasıdır. Jeostasyoner yörüngeler çok yaygın olarak haberleşme, meteoroloji ve bazen de gözlem amaçlı uydular için kullanılırlar. Ancak bu yörüngede, kuzey ve güney kutbuna yakın kullanıcılar, antenlerini çok düşük yükseliş açılarına ayarlamak ve bundan ötürü oluşacak sıkıntılara katlanmak zorunda kalacaklardır.
Uydu linklerinin atmosferde daha fazla yol almak zorunda olması ve bu nedenle de atmosferde dünyadan yükselen bozucu katmanların çok fazla etkin olması nedenleriyle, 70 derece enleminin üzerindeki kullanıcılar için jeosenkron uyduların kullanılması çok anlamlı değildir. Güney yarımkürede ise yalnızca Antarktika etkilenir. Kuzey yarımkürede, Arktik bölgede Alaska’nın kuzeyi, kuzey Kanada’nın en ucu, Grönland, kuzey Skandinavya’nın uçları ve kuzey Sibirya, ne jeosenkron uydulara ulaşabilirler, ne de jeosenkron uydular tarafından yörüngelerinden görülebilirler.
Bu yörünge aynı zamanda CLARKE yörüngesi olarak da adlandırılır ve uyduların ekvator üzerinde 2 derecelik ayrım ile yerleştirildikleri yükseklik 22.238 mil veya 35.786 km.dir.
6.5 Derin uzay yörüngesi :
Derin uzay yörüngeleri jeosenkron yörüngelerin üzerindedir. Bu tür yörüngelerdeki uydular uzayda aynen ay gibi hareket ederler, doğudan doğar, batıdan batarlar, ancak, gece karanlığında gökyüzünde ufkun batısına doğru da kayarlar. Bu yörüngeler genellikle güneşin dış çevresinin gözlemlenmesi gibi amaçlarla bilimsel uydular tarafından kullanılır.

Yorum yazın