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Cómo calcular la órbita sincrónica?

Orbita sincrónica

 Traducción automáticaTraducción automática Categoría : sondas y satélites
Actualización 23 de junio 2014
La órbita sincrónica es la órbita que permite que un satélite hacer una revolución alrededor del planeta, mientras el planeta gira alrededor de sí mismo. Esto significa que si la órbita tiene una inclinación y una excentricidad igual a 0, entonces el satélite aparecerá desde el suelo del planeta, « inmóvil », colgando en el cielo todavía en la misma posición por encima del ecuador.
Cuando la inclinación del plano de la órbita del satélite es ecuatorial (inclinación ≠ 0), el satélite parece oscilar del norte al sur, por encima del ecuador del planeta.
Cuando la órbita del satélite es elíptica (excentricidad ≠ 0), el satélite parece oscilar del Este al Oeste.
Cuando la inclinación de la órbita del satélite y la excentricidad son ambos diferente de 0, entonces el satélite se mueve a través del cielo produciendo una figura en forma de « 8 », llamado analema.
No existe en el sistema solar satélite natural, en una órbita sincrónica de planeta. En la Tierra, las órbitas sincrónicas casi circulares son utilizadas por los satélites artificiales de comunicación, estos son las famosas órbitas geoestacionarias. Un satélite en una órbita sincrónica está siempre en rotación síncrona (ver nota) debido a que el satélite está bloqueado por las fuerzas de marea.
 La órbita geoestacionaria es una órbita geosíncrona que tiene una inclinación y una excentricidad igual a cero. Por encima de la órbita geoestacionaria a 35 796 kilómetros de altitud sobre el ecuador hay un cinturón de 230 kilómetros llamado « órbita cementerio » es el cementerio de los satélites al final de la vida.

Nota : tener cuidado de no confundir la órbita sincrónica de un satélite con la rotación síncrona de un satélite. La órbita sincrónica es la órbita que permite que un satélite hacer una revolución alrededor del planeta, mientras el planeta gira alrededor de sí mismo. En la rotación sincrónico, el satélite pone el mismo tiempo para girar alrededor de su eje que para girar alrededor del planeta. En el caso de la órbita síncrona, el satélite es siempre en el mismo lugar en el cielo y en el caso de rotación síncrona, el satélite presenta siempre la misma cara al planeta. Este es el caso de la luna que tiene un período de rotación igual al período de revolución (27,3217 días), presenta siempre la misma cara en la Tierra, sino que se mueve en el cielo, ya que no está en una órbita síncrona.
 

Video : Los satélites de observación están generalmente colocados en órbita sincrónica a 35 796 kilómetros de altitud. Estas imágenes son tomadas por los satélites geoestacionarios EUMETSAT, NOAA y AGC que muestran las condiciones meteorológicas en el mundo en 2013.

¿Dónde está las órbitas sincrónicas de los planetas?

    

Cómo calcular las órbitas sincrónicas de los planetas?

La órbita sincrónica de los planetas se calcula usando la ley de la gravitación universal, que se reduce a:
h=√3(G*M*T2/4π2)-R

h = Altura del satélite artificial
G = Constante gravitacional (6.67*10-11)
M = Masa del planeta
T = Período de rotación del planeta
R = Radio del planeta
La órbita geoestacionaria (órbita sincrónica de la Tierra) está a una altitud de 35 796 kilómetros (≈ 36 000 kilómetros) y tiene un semieje mayor de 42 167 kilómetros.
Fórmula de Excel utilizada en esta tabla para calcular la altitud del satélite en la órbita sincrónica del planeta:
=((((G*M*T^2)/(4*PI()^2))^(1/3))-R*1000)/1000
Fórmula de Excel utilizada para calcular el semieje mayor de la órbita sincrónica del planeta:
=((((G*M*T^2)/(4*PI()^2))^(1/3)))/1000

 
Planets Mass
(1024 kg)
Volume
(1012 km3)
Radius
(km)
Rotation
period
(s)
Synchronous
orbit altitude
(km)
Synchronous orbit
Semi-major axis
(km)
Satellite
speed
(km/s)
               
Mercury 0.3302 0.06083 2439.74 5 053 137 240 025 242 464 0.30
Venus 4.8685 0.92843 6051.83 20 939 611 1 527 832 1 533 883 0.46
Earth 5.9736 1.08321 6371.01 86 163 35 796 42 167 3.07
Mars 0.64185 0.16318 3389.95  88 400 17 002 20 392 1.45
Jupiter 1898.6 1431.28 69910.97 35 629 89 811 159 722 28.17
Saturn 568.46 827.13 58232.00 38 256 53 811 112 043 18.40
Uranus 86.81 68.33 25361.46 61 894 57 173 82 534 8.38
Neptune 102.43 62.526 24622.04 57 837 58 739 83 361 9.06

Tabla: órbitas sincrónicas de los planetas.

           
           
 
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