軌道 (力学)と通信衛星

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軌道 (力学)と通信衛星の違い

軌道 (力学) vs. 通信衛星

2つの異なる質量の物体が、同じ重心の周りの軌道を回っている 軌道（きどう、orbit）とは力学において、ある物体が重力などの向心力の影響を受けて他の物体の周囲を運動する経路を指す。. 通信衛星（つうしんえいせい、communications satellite）とは、マイクロ波帯の電波を用いた無線通信を目的として、宇宙空間に打ち上げられた人工衛星である。CSやCOMSAT（コムサット）などと略される。その出力が大きく、使用目的が人工衛星から直接放送するものを放送衛星（BSまたはDBS）という。.

中軌道

中軌道 (medium earth orbit; MEO）は、低軌道（約2,000km以下）と対地同期軌道（平均高度約36,000km）の中間に位置する人工衛星の軌道の総称である。ICO（intermediate circular orbit）という言い方もあるが、これは後述の企業名でもある。 公転周期1/2恒星日（11時間58分）の準同期軌道は中軌道に含まれる。 地上から見て常に動き、地平線下に沈むので、多数を衛星コンステレーションとして利用することが多い。.

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人工衛星

GPS衛星の軌道アニメーション 人工衛星（じんこうえいせい）とは、惑星、主に地球の軌道上に存在し、具体的な目的を持つ人工天体。地球では、ある物体をロケットに載せて第一宇宙速度（理論上、海抜0 mでは約 7.9 km/s.

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低軌道

低軌道 (ていきどう、英語: low orbit) は、人工衛星などの物体のとる衛星軌道のうち、中軌道よりも高度が低いもの。 地球を回る低軌道を地球低軌道 (low Earth orbit、LEO) と言う。LEOは、地球表面からの高度2,000km以下を差し、これに対し、中軌道(MEO)は2,000 kmから36,000 km未満、静止軌道(GEO)は36 000 km前後である。地球低軌道衛星は、約27400 km/h（約8 km/s）で飛行し、1回の周回に約1.5時間を要する（高度約350 kmの例）。 大気のある天体では、低軌道より低い軌道は安定せず、大気の抵抗で急激に高度を下げ、やがては大気中で燃え尽きてしまう。 低軌道は、地球に接近しているという点で、次のような利点がある。.

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モルニヤ軌道

モルニヤ軌道の図 モルニヤ軌道（モルニヤきどう、Молния орбита、Molniya orbit）は、人工衛星の軌道のひとつで、軌道傾斜角を63.4°、近地点引数を270°とし、摂動による近地点引数の移動をほぼゼロになるよう選んだものである。きわめて軌道離心率が高く、楕円軌道におかれている。モルニヤ軌道は準同期軌道の一種で、公転周期が恒星日の半分である。.

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静止軌道

'''静止軌道''' 静止軌道（せいしきどう、geostationary orbit）は、対地同期軌道 (geosynchronous orbit) の一種で、（赤道面を基準面として）軌道傾斜角0度、離心率ゼロ（真円）、自身の公転周期 ＝ 母星の自転周期（地球とその衛星の場合、23時間56分）という軌道である。この軌道を回る衛星は惑星の赤道上を自転と同期して移動し、地上からは天空の一点に止まっているように見えるため、通信衛星や放送衛星によく用いられている。GEO（geosynchronous equatorial orbit (対地同期赤道上軌道) 、また地球のそれの場合は geostationary earth orbit (対地静止軌道) ）と略されることもある。静止軌道の(人工)衛星を静止衛星という。.

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近点・遠点

近地点と遠地点の位置関係 近点・遠点（きんてん・えんてん、periapsis and apoapsis) とは、軌道運動する天体が、中心天体の重力中心に最も近づく位置と、最も遠ざかる位置のことである。両者を総称して軌道極点またはアプシス(apsis) と言う。 特に、中心天体が太陽のときは近日点・遠日点（きんじつてん・えんじつてん、perihelion and aphelion ）、主星が地球のときは近地点・遠地点（きんちてん・えんちてん、perigee and apogee ）、連星系では近星点・遠星点（きんせいてん・えんせいてん、periastron and apastron）と言う。地球を周回する人工衛星については英単語のままペリジー・アポジーとも言う。主星が惑星の場合、例えば木星の衛星や木星を周回する探査機（ジュノーなど）の軌道の木星に対する近点・遠点は近木点・遠木点（きんもくてん・えんもくてん、perijove and apojove）、土星ならば近土点・遠土点（きんどてん・えんどてん、perichron and apochron）と表現することもある。 中心天体の周りを周回する天体は楕円軌道を取るが、中心天体は楕円の中心ではなく、楕円の長軸上にふたつ存在する焦点のいずれかに位置する。このため周回する天体は中心天体に対して、最も接近する位置(近点)と最も遠ざかる位置(遠点)を持つことになる。遠点・近点および中心天体の重力中心は一直線をなし、この直線は楕円の長軸に一致する。 中心天体の重力中心から近点までの距離を近点距離（近日点距離、近地点距離）、遠点までの距離を遠点距離（遠日点距離、遠地点距離）といい、それぞれ軌道要素の1つである。軌道長半径、離心率、近点距離、遠点距離の4つの軌道要素のうち2つを指定すれば、軌道の2次元的な形状が決まる。通常、軌道長半径と離心率が使われるが、放物線軌道・双曲線軌道（特に、彗星の軌道）については通常の意味での軌道長半径を定義できないので、近点距離と離心率が使われる。なお、人工衛星については近地点高度・遠地点高度という言葉もあるが、これらは地球の海面（ジオイド）からの距離である。 他の天体による摂動、一般相対論的効果により、近点は（したがって遠点も）少しずつ移動することがある。これを近点移動（近日点移動、近地点移動）という。.

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楕円軌道

楕円軌道 楕円軌道（だえんきどう、elliptical orbit）は、楕円形の軌道。 楕円は2定点 F, F からの距離の和が一定である点の集合。原点Oを中心とする楕円の方程式は: 天体の周回軌道はケプラーの第1法則により一般に楕円軌道をとる。 人工衛星の軌道の場合、利用上の便宜から円軌道をとる場合もあるが、これは楕円軌道の特別な場合となる。 楕円軌道にいる人工衛星は地表からの高度が軌道上の位置によって変化する。この場合、地球は楕円の焦点のひとつ（図の例では F）に位置する。決して楕円の図形的中心 O にくるわけではない。 地球から最も遠ざかった点を遠地点（アポジ、apogee）、最も近づいた地点を近地点（ペリジ、perigee）という。 楕円の扁平の度合いを表すパラメータとして離心率e を次のように定義する。 a を楕円の長半径（長径の半分）、b を短半径（短径の半分）として 図形的には、楕円の中心と焦点 F, F との距離 OF.

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