Высокая эллиптическая орбита

Высокая эллиптическая орбита (ВЭО) представляет собой уникальный тип эллиптической орбиты, где высота в апогее значительно превышает высоту в перигее. Это свойство делает ВЭО особенно полезной для различных космических приложений.

Спутники на высокоэллиптических орбитах обладают характерным поведением: они движутся с высокой скоростью в перигее и замедляются в апогее. В результате, когда космический аппарат находится близко к апогею, он может казаться неподвижным для наблюдателя на Земле, что создает эффект квази-геостационарной орбиты. Это позволяет принимать сигнал с таких спутников на антенны диаметром всего 0,6 метра без необходимости поворотных механизмов в течение примерно 3,5 часов.

Одним из значительных преимуществ ВЭО является возможность размещения точек квазигеостационарного обслуживания над любыми регионами Земли, включая высокие широты, где использование геостационарных спутников затруднено из-за низкого угла места. Это делает ВЭО идеальным решением для стран с большими северными территориями, таких как Россия.

Орбиты ВЭО могут иметь различные наклонения, но часто выбирается угол около 63,4° для обнуления возмущения вызванного неправильной формой Земли. Аргумент перигея определяет расположение апогея: если он находится между 180° и 360°, то апогей будет над Северным полушарием; в противном случае — над Южным полушарием.

Спутники на ВЭО обладают следующими достоинствами:

• Широкое покрытие: спутники на ВЭО могут обслуживать обширные территории, включая весь российский континент.
• Увеличенные углы места: угол места значительно выше в высоких широтах по сравнению с геостационарными спутниками.
• Доступность частот: на ВЭО можно использовать различные частотные диапазоны без необходимости регистрации.
• Экономия на выводе: вывод спутников на высокоэллиптические орбиты обходится дешевле примерно на 40% по сравнению с геостационарными.

К недостаткам относятся:

• Необходимость нескольких спутников: для обеспечения квази-геостационарного покрытия требуется минимум три спутника, а для круглосуточного вещания — до семи.
• Сложность антенн: приемные антенны должны быть поворотными, что увеличивает их стоимость и сложность обслуживания.
• Низкая плотность населения: в высоких широтах население значительно меньше, что ставит под сомнение экономическую целесообразность таких систем.
• Высокая мощность передатчиков: спутники требуют мощных передатчиков (400—500 ватт), что увеличивает их стоимость и сложность.

Высокая эллиптическая орбита представляет собой важный инструмент для обеспечения связи и передачи данных в регионах с ограниченным доступом к геостационарным спутникам. Несмотря на свои недостатки, такие как необходимость в большем количестве спутников и сложные системы приема, преимущества ВЭО делают ее незаменимой для многих приложений, особенно в условиях северных широт.