Рух штучних супутників Землі.

Рух штучних супутників Землі не описується законами Кеплера, що обумовлюється з двох причин:

1) Земля перестав бути точно кулею з однорідним розподілом щільності за обсягом. Тому її полі тяжіння не еквівалентно полю тяжіння точкової маси, що у геометричному центрі Землі;

2) Земне атмосфера надає гальмує дію на рух штучних супутників, унаслідок чого їх орбіта змінює свою форму й розміри й у кінцевий результат супутники падають на Землю.

По відхилення руху супутників від кеплеровского можна вивести висновок форму Землі, розподілі щільності по її обсягу, будову земної атмосфери. Саме тому вивчення руху штучних супутників дозволило отримати найбільш повні дані про цим питанням.

Якби Земля була однорідним кулею і було б атмосфери, то супутник рухався би за орбіті, площину зберігає незмінну орієнтацію у просторі щодо системи нерухомих зірок. Елементи орбіти у разі визначаються законами Кеплера. Оскільки Земля обертається, то, при кожному такому обороті супутник рухається над різними точками земної поверхні. Знаючи трасу супутника за будь-якої оборот, неважко передбачити її становище в усі наступні моменти часу. І тому необхідно врахувати, що земля обертається із Заходу Схід з кутовий швидкістю приблизно 15 градусів за годину. Тому на згадуваній наступному обороті супутник перетинає тугіше широту на Захід настільки градусів, наскільки Земля повернётся Схід у період обертання супутника.

Через опір земної атмосфери супутники що неспроможні довго рухатися на висотах нижче 160 км. Мінімальний період обертання за показ такої висоті по кругової орбіті становить близько 88 хв, тобто приблизно 1,5 год. цей час Земля повертається на 22,5 градуси. На широті 50 градусів цьому розі відповідає відстань 1400 км. Отже, можна сказати, що супутник, період обертання якого 1,5 години, на широті 50 градусів спостерігатиметься при кожному наступному обороті приблизно за 1400 км на Захід, ніж попередньому.

Але такий розрахунок дає достатню точність пророцтв тільки до кількох оборотів супутника. Якщо йдеться йдеться про значному проміжку часу, треба прийняти до уваги відмінність звёздных діб від 24 годин. Оскільки один оборот навколо Сонця відбувається Землею за 365 діб, то "за одну добу Земля навколо Сонця описує кут приблизно 1 градус (точніше, 0,99) у тому напрямі, що не обертається навколо своєї осі. Тому за 24 години Земля повертається щодо нерухомих зірок не так на 360 градусів, але в 361 і, отже, робить один оборот не було за 24 години, а й за 23 години 56 хвилин. Тому траса супутника за широтою зміщується захід не так на 15 градусів за годину, але в 15,041 градусів.

Кругова орбіта супутника в екваторіальній площині, рухаючись у якій він перебуває постійно над одному й тому ж точкою екватора, називається геостаціонарній. Майже половину земної поверхні вочевидь пов'язана зі супутником на синхронної орбіті прямолінійно що поширюється сигналами високих частот чи світловими сигналами. Тому супутники на синхронних орбітах яких багато важать системі зв'язку.