Satellietbanen
Een satelliet kan lang achtereen in dezelfde baan blijven dankzij het evenwicht tussen de aantrekkingskracht van de aarde en de centrifugale kracht. Omdat de omloopbaan buiten de atmosfeer ligt, is er geen luchtweerstand. Volgens de wet van de traagheid blijft de snelheid van de satelliet dus gelijk en kan hij jarenlang om de aarde blijven cirkelen.

Bij vergroting van de afstand tot de aarde neemt de aantrekkingskracht van de aarde af maar - omdat de omloopsnelheid nu groter wordt - neemt de centrifugale kracht toe. Een satelliet in een
lage omloopbaan, meestal op een hoogte van rond de achthonderd kilometer, staat daarom bloot aan een enorme aantrekkingskracht. De vliegsnelheid moet dus behoorlijk hoog zijn om
voldoende centrifugale kracht te ontwikkelen. Met andere woorden: er is een rechtstreeks verband tussen de afstand tot de aarde en de omloopsnelheid van de satelliet. Op een hoogte van zesendertigduizend kilometer is de omlooptijd gelijk aan de rotatietijd van de aarde: vierentwintig uur. Zo hoog boven de evenaar lijkt een satelliet vanaf aarde stil te staan: hij is stationair ten opzichte van de aarde (geostationair).
Geostationaire omloopbanen
Een geostationaire satelliet is een kunstmaan die zich in een zogenaamde ‘geostationaire baan’ rond de Aarde bevindt. In een geostationaire baan lijkt een kunstmaan, of ander object,
stil te staan ten opzichte van het aardoppervlak. De omlooptijd van een geostationaire satelliet bedraagt 23 uur en 56 minuten en in die tijd legt een geostationaire satelliet een afstand af van ongeveer 256 000 kilometer.

De omlooptijd van een geostationaire satelliet is exact gelijk aan de rotatietijd van de Aarde. Geostationaire satellieten bevinden zich hierdoor op een hoogte van 35 786 kilometer en hun positie
is steeds recht boven de evenaar. Van de vijf belangrijkste banen waarin satellieten zich rond de Aarde bevinden, is de geostationaire baan de verste. Geostationaire satellieten mag men niet verwarren met geosynchrone satellieten.
 
Deze laatste hebben ook dezelfde omlooptijd om de Aarde maar bevinden zich niet boven de evenaar.
In de praktijk wordt de geostationaire baan vooral gebruikt voor communicatie- en weersatellieten.
Een groot voordeel van satellieten die zich in deze positie bevinden, is dat antennes op Aarde nooit moeten verplaatst worden aangezien geostationaire satellieten zich steeds aan hetzelfde punt aan de hemel bevinden.

Actieve Geostationaire weersatellieten

Een wereldwijd netwerk van operationele geostationaire meteorologische satellieten gebruikt om
zichtbare en bieden infraroodbeelden oppervlakte en atmosfeer voor weerobservatie, oceanografie en atmosferische volgen. Met ingang van 2019 zijn er 19 satellieten in een van beide of stand-by.
Deze satelliet systemen omvatten:

Verenigde Staten:  GOES serie, die worden beheerd door NOAA
Europa: METEOSAT serie, beheerd door de Europese Weather Satellite Organization, EUMETSAT
Republiek Korea:  COMS-1 en GK-2A met meerdere missie satellieten.
Rusland: ELEKTRO-L satellieten
Japan: HIMAWARI serie
China: FENGYUN serie
India:  INSAT serie
  Geostationary orbit
Deze satellieten vangt gewoonlijk beelden in het zichtbare en infrarode spectrum met een ruimtelijke resolutie van 0,5 tot 4 vierkante kilometer. De dekking is meestal 70 °, en in sommige
gevallen minder. Geostationaire satelliet beelden is gebruikt voor het bijhouden van vulkanische as , meten wolkentop temperaturen en waterdamp, oceanografie , measuing land temperatuur en vegetatiebedekkingsgraad vergemakkelijken cycloon weg voorspelling en real time cloud dekking en andere volggegevens. Sommige informatie is opgenomen in meteorologische voorspellingsmodellen , maar door hun breed gezichtsveld, full-time monitoring en lagere resolutie, worden geostationaire weersatelliet beelden voornamelijk gebruikt voor de korte termijn
en real-time prognoses.
Polaire satellietbaan
Een polaire baan is een omloopbaan waarbij een satelliet over, of bijna, over beide polen vliegt. In de meeste gevallen gebruikt men een polaire baan om de Aarde, maar kunstmanen of ruimtesondes kunnen ook in polaire banen om andere planeten of om de Zon gebracht worden. Doordat een polaire baan over de polen gaat, wil dit dus zeggen dat de inclinatie (glooiingshoek)
ten opzichte van de evenaar 90° bedraagt. Een satelliet in een polaire baan zal bij elke omloop om de Aarde over een andere lengtegraad vliegen.

In de praktijk worden polaire satellietbanen om de Aarde vooral gebruikt door aardobservatiesatellieten of spionagesatellieten voor het in kaart of in beeld brengen van het aardoppervlak.
Binnen de polaire baan kent men nog enkele speciale varianten zoals de polaire Zonsynchrone baan en de polaire niet-Zonsynchrone baan. Doordat satellieten in een polaire baan zich niet
hoger bevinden dan 1 000 kilometer, bevinden al deze kunstmanen zich ook automatisch in een zogenaamde ‘Low Earth Orbit’ (LEO).

Bij een klassieke polaire baan zien de instrumenten aan boord van een satelliet tijdens een halve omloopbaan de dagzijde van de Aarde. Vanaf de pool vlieg de satelliet vervolgens in de
nachtzijde van de Aarde. Eenmaal de satelliet de andere pool heeft bereikt, zal deze zich opnieuw in het daglicht begeven en zal de kunstmaan over een gebied vliegen aangrenzend aan het gebied van de vorige omloop.
 
Polaire satellieten die het aardoppervlak scannen of in beeld brengen, kan men vaak ook vergelijken
met het pellen van een appelsien waarbij men pelt van boven naar onder in een draaiende beweging. Doordat de Aarde eigenlijk onder een polaire satellietbaan heen draait, kan een polaire satelliet elke
plek op het aardoppervlak bestuderen. Dit is vooral handig voor wetenschappelijk onderzoek van het aardoppervlak, het klimaat, de polen of de oceanen. Afhankelijk van de hoogte bedraagt de omlooptijd
van een polaire satelliet ongeveer honderd minuten. Dit wil dus zeggen dat dergelijke satellieten in een periode van 24 uur het grootste deel van de Aarde tweemaal overvliegen. Eén keer bij daglicht en
één keer wanneer het donker is.

Een groot nadeel aan een polaire satellietbaan is dat elke plek op Aarde nooit continu kan geobserveerd worden. Indien men dit wil, moet men een kunstmaan in een geostationaire baan om de Aarde brengen. Een ander nadeel is dat klassieke polaire satellietbanen met een inclinatie van 90° nooit gebruikt worden bij bemande ruimtemissies aangezien de ruimtetuigen boven de poolgebieden doorheen het poollicht vliegen en hierdoor blootgesteld worden aan schadelijke straling van de Zon.

Actieve Polaire weersatellieten

Verenigde Staten: NOAA-15, 18, 19 en 20
Europa:  METOP-A en METOP-B
Rusland: METEOR en RESURS
China: FY-3A, FY-3B en FY-3C
 
Zonsynchrone polaire baan
Aardobservatiesatellieten die zich in een polaire baan om onze planeet bevinden, maken ook vaak
gebruik van een zonsynchrone baan.

Dit wil zeggen dat een satelliet in een zonsynchrone baan op weg van noord- naar zuidpool elke dag ongeveer op hetzelfde tijdstip over hetzelfde deel van de Aarde vliegt.
In de praktijk wil dit dus zeggen dat een satelliet bijvoorbeeld twaalfmaal per dag over de evenaar vliegt
en dat telkens om 3 uur ’s middags.

Doordat de zonsynchrone baan synchroon loopt met de omwenteling van de Aarde om de Zon, is de
hoek van de belichting vrijwel altijd gelijk. Deze techniek is vooral zeer handig wanneer men beelden of data van verschillende seizoenen en jaartallen met elkaar wil vergelijken bij onderzoek naar klimaatsveranderingen.

Satellieten die optische beelden van het aardoppervlak maken, werken het best in fel zonlicht waardoor deze verplicht zijn zich in een Zonsynchrone baan te begeven. Satellieten in een Zonsynchrone baan bewegen zich overigens niet precies van pool naar pool maar wel dichtbij genoeg zodat één kunstmaan toch een wereldwijde dekking kan leveren.
 

Polaire niet-zonsynchrone baan en geïnclineerde niet-polaire baan

Satellieten die zich in een polaire niet-zonsynchrone baan om de Aarde bevinden, vliegen wel over de polen maar synchroniseren niet met de locale zonnetijd bij het overvliegen van dezelfde breedtegraden. Deze specifieke polaire baan wordt gebruikt bij kunstmanen die niet aan zonlicht gebonden zijn zoals bij onderzoek naar het zwaartekrachtveld van de Aarde. Naast de polaire
niet-Zonsynchrone baan kunnen satellieten ook nog in een geïnclineerde niet-polaire baan geplaatst worden. In deze baan hebben de satellieten een inclinatie die kleiner is dan 70° waardoor ze niet steeds over de polen vliegen en ook niet Zonsynchroon zijn. Het bekendste voorbeeld van een toepassing van een geïnclineerde niet-polaire baan is het internationaal ruimtestation ISS.
Dit ruimtestation bevindt zich in een lage baan om de Aarde op een hoogte van ongeveer 350 kilometer en de baan heeft een inclinatie van 51,6°. Een ander voorbeeld van een geïnclineerde niet-polaire baan is een aardobservatiesatelliet die een inclinatie heeft van 35° waardoor deze steeds boven de tropen over de evenaar vliegt.
 
Bronnen: ESA, Spacepage, Jetstream Weather School
 
 
 
 
web design florida