Почему так мало спутников пролетают над полюсами и почему так много спутников сосредоточено на экваторе?

Следующие скриншоты с веб-сайта Stuff in Space , который отслеживает спутники и искусственный мусор, вращающиеся вокруг Земли, показывают нам несколько вещей:

  1. Мне кажется, что: очень мало спутников (или обломков) проходят над полюсами. Прав ли я, и если да, то почему?
  2. Спутники GPS почти полностью избегают полюсов
  3. Мне кажется, что вокруг экватора высокая концентрация спутников. Прав ли я, и если да, то почему?

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

Правда ли, что многие наши спутники вращаются вблизи экватора и лишь немногие проходят над полюсами? Если да, то почему?

Карты Google становятся блочными вблизи полюсов, это не связано, это просто артефакт 3D-изображения, представляющий собой завернутую версию обрезанной проекции Меркатора.
В первую очередь, просто для ясности. Скажем, вам нужен спутник, который «остается на одном месте» (геостационарный спутник — он находится очень высоко). На самом деле, да и вообще очевидно, что они должны быть над экватором . Это объясняется во многих местах, например
Возможно ли, что большинство полярных орбит имеют некоторую степень прецессии (чтобы они могли охватывать большую часть земной поверхности), что помешало бы им пройти прямо над полюсами?
ПРИВЕТ @Alec - - ты знаешь, что это просто не полярная орбита!! Да абсолютно банально, норма, что есть спутники как вы описываете. Просто посмотрите на «красивую анимацию», упомянутую в моем ответе ниже. (Я полагаю, что вы используете «прецессию» нестандартным способом, может быть, больше как наклон, но я понимаю, что вы имеете в виду.) Те, которые проходят прямо над полюсами, являются «полярными спутниками». Я полагаю, что полярные спутники смещаются примерно на 20 градусов при каждом взмахе — понимаете? Каждая зачистка длится 1 или 2 часа; поэтому они проносятся по всему земному шару каждые 10 или 20 часов.
Где я могу проголосовать за stuffin.space ? :) Серьезно, я надеюсь, что когда-нибудь мы сможем встраивать объекты WebGL в stackexchange так же, как мы можем вставлять GIF-файлы и видео на YouTube.
Мой исходный, в настоящее время удаленный мета-вопрос о WebGL и последующий вопрос . Подумываю о настройке и повторном открытии "когда-нибудь".
Забавный факт: спутник LEO, который хочет покрыть всю поверхность и для полноты картины также покрыть полюса вообще , должен покрывать полюса непропорционально сильно.
находясь на полярной орбите, спутник будет проходить над другой полосой земной поверхности на каждом последующем витке. так что за несколько оборотов он покроет всю земную поверхность. будучи относительно низким (около 500 миль), вы обязательно получите более качественные снимки, чем находясь выше.

Ответы (4)

Вы действительно задали ряд связанных вопросов, так что вот ответы на некоторые вопросы.

  • Все спутники в какой-то момент времени проходят над экватором. Только спутник, проходящий непосредственно над полюсами, пройдет над полюсами.
  • Спутники GPS проходят по регулярным орбитам, видимым со всей Земли. Им не нужно проходить через столбы, чтобы сделать это.
  • Запуск на полярную орбиту сложнее, чем на экваториальную, из-за движения Земли.
  • Только у спутника LEO есть реальная причина находиться над полюсами. Фактически, показанная вами диаграмма обломков показывает почти кольцо вокруг полюсов, указывая на то, что изрядное количество обломков приближается к полюсам, но не проходит прямо над ними.
  • Спутники LEO часто выводятся на орбиту с наклонением 98 градусов, известную как Sun Synchronous. Эта орбита будет проходить над Землей в одно и то же (солнечное) время суток каждый день. Это отвечает за кольцо, которое вы видите над столбами.
  • Google Earth покрывает полюса не потому, что их нельзя увидеть (их можно увидеть со спутников), а потому, что они просто используют другие данные, которые использовали люди, и никто не платит за полярные изображения высокого разрешения. Посмотрите для сравнения на другие редкие районы вдали от полюсов, например, на тропические леса Амазонки, отдаленные острова, пустыню Сахара и т. д.

По поводу "высокой концентрации спутников вокруг экватора":

Геостационарная орбита (около 36 000 км над экватором) — это единственная орбита, на которой спутник кажется неподвижным в небе, поэтому вы можете общаться с ним с помощью небольшой фиксированной антенны. На всех других орбитах вам нужна тарелка, которая может вращаться, чтобы отслеживать спутник.
Это делает геостационарную орбиту очень желательной для приложений с большим количеством пользователей, которые не хотят платить много за услугу, т.е. спутниковое телевидение.
Другие приложения также выигрывают от стационарности: связь, погодные и другие долгосрочные наблюдения и т. д. И сразу за пределами геостационарной орбиты находится еще одна большая концентрация: это кладбище для старых геостационарных спутников. Когда спутник выводится из эксплуатации, он перемещается на несколько более высокую орбиту, чтобы освободить место на геостационарной орбите.

Геостационарные спутники сосредоточены на экваторе (потому что это единственное место, где орбита может быть геостационарной), но это не означает, что эти спутники фокусируются (т.е. направляют свои антенны и датчики) на экваториальные области. ГЕО настолько высоко, что эти спутники можно увидеть/увидеть даже в высоких широтах, практически везде, кроме полярных регионов. Я нахожусь на ~50º северной широты, и моя страна получает выгоду, например, от геостационарных спутников связи и метеорологических спутников.

Экватора больше, чем полюсов!

Доля сферы в пределах 10° от полюсов:

2 0 π / 18 2 π   грех   θ   д θ знак равно 0,191 ,   (1,5% сферы)

Доля сферы в пределах 10° от экватора:

2 8 π / 18 π / 2 2 π   грех   θ   д θ знак равно 2,182 ,   (17,4% сферы)

Мне кажется, что: очень мало спутников (или обломков) проходят над полюсами. Я прав ...

Ты совершенно, совершенно не прав.

Спутники GPS почти полностью избегают полюсов

Это совершенно, совершенно неправильно.

Мне кажется, что вокруг экватора высокая концентрация спутников. Я прав ...

Обратите внимание, что геосинхронные спутники могут находиться только на экваторе.

В остальном вы совершенно не правы. Нигде нет никакой концентрации спутников.

(Все, что я вижу на изображениях, это то, что покрытие абсолютно случайное и равномерное, плюс несколько геосинхронных спутников, что соответствует известным простым фактам.)

  • Между прочим, существует около 400 геосинхронных спутников (на момент написания статьи считалось, что это «402»).

  • Всего насчитывается около 6000 спутников. (Около 1/2 рабочие, около 1/2 старые.)

  • Это число быстро растет, примерно через 10 лет примерно 10 000 рабочих спутников.

GPS работает на полюсах, но хуже, чем в других местах.
@Antzi, который зависит от определения слова «деградированный». GPS обеспечивает заданный уровень обслуживания везде на земле. Даже на полюсах всегда будет по крайней мере 4 птицы, по крайней мере, на 5 градусов выше горизонта, и по крайней мере X количество РЧ будет направлено в вашу сторону. Точность ниже из-за геометрических и ионосферных причин, но это просто означает, что вы получаете только обещанное обслуживание, а не намного лучшее, чем обещанное, к которому привыкло большинство из нас :)