This document discusses different types of satellite orbits. It defines an orbit as two bodies orbiting a common center of mass. It describes Kepler's laws of planetary motion. It then defines and compares different orbit classifications including altitude classifications like geostationary and low Earth orbits, inclination classifications, eccentricity classifications, and others. It provides details on important orbit types like geostationary, low Earth, and medium Earth orbits.
2. What is an Orbit?
Two bodies with a difference in
mass orbiting a common
barycenter external to both bodies,
as in the Pluto–Charon system
3. What is an Orbit?
Two bodies with the same
mass orbiting a common
barycenter (similar to the
90 Antiope system)
4. What is an Orbit?
Two bodies with a major
difference in mass orbiting a
common barycenter internal
to one body (similar to the
Earth–Moon system)
5. What is an Orbit?
Two bodies with an extreme
difference in mass orbiting a
common barycenter internal to
one body (similar to the Sun–
Earth system)
6. What is an Orbit?
Two bodies with the same mass orbiting a common barycenter, external to both bodies,
with eccentric elliptic orbits (a common situation for binary stars)
9. Keplar’s Law
1. The Law of Orbits: All planets move in elliptical orbits, with the sun at one focus.
2. The Law of Areas: A line that connects a planet to the sun sweeps out equal areas in
equal times.
3. The Law of Periods: The square of the period of any planet is proportional to the
cube of the semimajor axis of its orbit.
Johannes Kepler developed three laws which described the motion of the planets
across the sky.
22. Orbital Shape & Size Parameter
• Semi major Axis: Half the distance between the two points in the orbit
that are farthest apart
• Apogee/Perigee Radius: Measured from the center of the Earth to the
points of maximum and minimum radius in the orbit
• Apogee/Perigee Altitude: Measured from the "surface" of the Earth (a
theoretical sphere with a radius equal to the equatorial radius of the Earth)
to the points of maximum and minimum radius in the orbit
• Period: The duration of one orbit, based on assumed two-body motion
• Mean Motion: is the angular speed required for a body to complete one
orbit. Counted as per solar day (86,400 sec/24 hour), based on assumed
two-body motion
• Eccentricity: The shape of the ellipse comprising the orbit, ranging
between a perfect circle (eccentricity = 0) and a parabola (eccentricity = 1)
24. Geostationary Earth Orbit (GEO)
• These satellites are in orbit 35,863 km above the
earth’s surface along the equator.
• Objects in Geostationary orbit revolve around the
earth at the same speed as the earth rotates. This
means GEO satellites remain in the same position
relative to the surface of earth.
25. GEO (cont.)
• Advantages
A GEO satellite’s distance from earth gives it a large
coverage area, almost a fourth of the earth’s surface.
GEO satellites have a 24 hour view of a particular area.
These factors make it ideal for satellite broadcast and
other multipoint applications.
26. GEO (cont.)
• Disadvantages
A GEO satellite’s distance also cause it to have
both a comparatively weak signal and a time delay
in the signal, which is bad for point to point
communication.
GEO satellites, centered above the equator, have
difficulty broadcasting signals to near polar
regions
27. Low Earth Orbit (LEO)
• LEO satellites are much closer to the earth than
GEO satellites, ranging from 500 to 1,500 km above
the surface.
• LEO satellites don’t stay in fixed position relative to
the surface, and are only visible for 15 to 20
minutes each pass.
• A network of LEO satellites is necessary for LEO
satellites to be useful
29. LEO (cont.)
• Advantages
A LEO satellite’s proximity to earth compared to a
GEO satellite gives it a better signal strength and
less of a time delay, which makes it better for point
to point communication.
A LEO satellite’s smaller area of coverage is less of a
waste of bandwidth.
30. LEO (cont.)
• Disadvantages
A network of LEO satellites is needed, which can be
costly
LEO satellites have to compensate for Doppler shifts
cause by their relative movement.
Atmospheric drag effects LEO satellites, causing gradual
orbital deterioration.
32. Medium Earth Orbit (MEO)
• A MEO satellite is in orbit somewhere between 8,000
km and 18,000 km above the earth’s surface.
• MEO satellites are similar to LEO satellites in
functionality.
• MEO satellites are visible for much longer periods of
time than LEO satellites, usually between 2 to 8
hours.
• MEO satellites have a larger coverage area than LEO
satellites.
33. MEO (cont.)
• Advantage
A MEO satellite’s longer duration of visibility and wider
footprint means fewer satellites are needed in a MEO
network than a LEO network.
• Disadvantage
A MEO satellite’s distance gives it a longer time delay and
weaker signal than a LEO satellite, though not as bad as a
GEO satellite.
35. Other Orbits
• Molniya Orbit Satellites
Used by Russia for decades.
Molniya Orbit is an elliptical orbit. The satellite remains in a nearly fixed
position relative to earth for eight hours.
A series of three Molniya satellites can act like a GEO satellite.
Useful in near polar regions.
36. Other Orbits (cont.)
• High Altitude Platform (HAP)
One of the newest ideas in satellite communication.
A blimp or plane around 20 km above the earth’s surface is
used as a satellite.
HAPs would have very small coverage area, but would have
a comparatively strong signal.
Cheaper to put in position, but would require a lot of them
in a network.
37. Inclinational Orbit
• Inclined orbit: An orbit whose inclination in reference to the
equatorial plane is not 0.
• Polar orbit: An orbit that passes above or nearly above both
poles of the planet on each revolution. Therefore, it has an
inclination of (or very close to) 90 degrees.
• Polar Sun-synchronous orbit (SSO): A nearly polar orbit that
passes the equator at the same local solar time on every pass.
Useful for image-taking satellites because shadows will be the
same on every pass.
38. Inclinational Orbit
• Non-inclined orbit: An orbit whose inclination is equal to zero with
respect to some plane of reference.
• Ecliptic orbit: A non-inclined orbit with respect to the ecliptic.
• Equatorial orbit: A non-inclined orbit with respect to the
equator.
• Near equatorial orbit: An orbit whose inclination with respect to
the equatorial plane is nearly zero. This orbit allows for rapid
revisit times (for a single orbiting spacecraft) of near equatorial
ground sites
কক্ষপথ ইংরেজি Orbit, বলতে কোন একটি বস্তুর কেন্দ্রমুখী বলের প্রভাবে অপর একটি বস্তুর চারদিকে ঘোরার পথকে বোঝায়। পদার্থবিদ্যায় কক্ষপথ বলতে বুঝায় মহাকর্ষীয় বলের ফলে কোন বস্তুর বক্র পরিক্রমন পথ। উদাহরণ স্বরূপ একটি নক্ষত্রকে ঘিরে কোন গ্রহের প্রদক্ষিন। সাধারনত গ্রহের কক্ষপথ হয় উপবৃত্তাকার। কক্ষিয় গতি সম্পর্কিত বলবিদ্যার বর্তমান ধারনাটির ভিত্তি হল আলবার্ট আইনেস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতা।
আধুনিক কক্ষপথ বোঝার জন্য যে ভিত্তি সেটি প্রথম জোহানেস কেপলার এর তিনটি সুত্র দ্বারা প্রননয় করা হয়েছিল। প্রথমত, তিনি দেখেন যে আমাদের সৌরজগতের গ্রহগুলোর কক্ষপথ, উপবৃত্তাকার না বৃত্তাকার । এবং সূর্য কক্ষপথের কেন্দ্রে অবস্থিত নয়। দ্বিতীয় সূর্য থেকে কোন গ্রহ পর্যন্ত একটি সরল রেখা কল্পনা করা হয়, তাহলে গ্রহটি চলাকালে কল্পিত রেখাটি সমান সময়ে সমান ক্ষেত্র রচনা করবে। তৃতীয় ছিল প্রতিটি গ্রহের প্রদক্ষিণের কালপর্বের বর্গ উপবৃত্তটির প্রধান অক্ষের ঘনফলের সমানুপাতিক।
An orbit is the gravitationally curved trajectory of an object around a point in space.
Mass: It is the measure of an object's resistance to acceleration (a change in its state of motion) when a net force is applied.
The barycenter: is the center of mass of two or more bodies that are orbiting each other, which is the point around which they both orbit.
An orbit is the gravitationally curved trajectory of an object around a point in space.
An orbit is the gravitationally curved trajectory of an object around a point in space.
An orbit is the gravitationally curved trajectory of an object around a point in space.
An orbit is the gravitationally curved trajectory of an object around a point in space.
An orbit is the gravitationally curved trajectory of an object around a point in space.
জ্যোতির্বিজ্ঞানে কেপলারের গ্রহীয় গতিসূত্র (ইংরেজি ভাষায়: Kepler's laws of planetary motion) সূর্যের চারদিকে গ্রহগুলোর গতি ব্যাখ্যা করে। অবশ্য যেকোন তারার চারপাশে গ্রহের আবর্তন বা আরও সাধারণভাবে যেকোন বস্তুর চারপাশে আরেকটি বস্তুর ঘূর্ণন ব্যাখ্যার কাজে এটি ব্যবহার করা যেতে পারে। বিখ্যাত জার্মান জ্যোতির্বিজ্ঞানী ইয়োহানেস কেপলার গ্রহের গতির তিনটি সূত্র দিয়েছিলেন:[১]
প্রতিটি গ্রহের কক্ষপথ একটি উপবৃত্ত সূর্য যার একটি ফোকাসে অবস্থিত।
সূর্য এবং একটি গ্রহকে সংযোগকারী রেখা গ্রহের আবর্তনের সাথে সাথে সমান সময়ে সমান ক্ষেত্রফল অতিক্রম করে।
একটি গ্রহের কক্ষীয় পর্যায়কালের বর্গ তার কক্ষপথের পরাক্ষের ঘনফলের সমানুপাতিক।
Kepler's laws were derived for orbits around the sun, but they apply to satellite orbits as well.
প্রতিটি গ্রহের কক্ষপথ একটি উপবৃত্ত সূর্য যার একটি ফোকাসে অবস্থিত।
সূর্য এবং একটি গ্রহকে সংযোগকারী রেখা গ্রহের আবর্তনের সাথে সাথে সমান সময়ে সমান ক্ষেত্রফল অতিক্রম করে।
একটি গ্রহের কক্ষীয় পর্যায়কালের বর্গ তার কক্ষপথের পরাক্ষের ঘনফলের সমানুপাতিক।
জ্যামিতিতে উপবৃত্ত এবং অধিবৃত্তের মাত্রা বোঝাতে অর্ধ-মুখ্য অক্ষ শব্দটি ব্যবহৃত হয়।
কণিকের সাথে একটি সমতল ক্ষেত্রের এমন ছেদের ফলেই উপবৃত্তের জন্ম হয়
গণিতশাস্ত্রে কোনো একই অক্ষ বিশিষ্ট এবং একই শীর্ষবিন্দু বিশিষ্ট দুইটি ফাঁপা কোনককে একটি সমতল দ্বারা কাটলে যে বক্ররেখাদ্বয় পাওয়া যায় তাকে অধিবৃত্ত বলে ৷ সমতলটি অক্ষের সমান্তরাল হওয়া জরুরী নয় ৷ একটি অধিবৃত্ত বলতে একই সমতলে অবস্থিত দুইটি বক্ররেখাকেই বুঝায় ৷ এদের একটি অপরটির আয়না প্রতিচ্ছবি ৷
Kepler's laws were derived for orbits around the sun, but they apply to satellite orbits as well.
This is one of Kepler's laws. The elliptical shape of the orbit is a result of the inverse square force of gravity.
The eccentricity of the ellipse is greatly exaggerated here.
This empirical law discovered by Kepler arises from conservation of angular momentum. When the planet is closer to the sun, it moves faster, sweeping through a longer path in a given time. সূর্য এবং একটি গ্রহকে সংযোগকারী রেখা গ্রহের আবর্তনের সাথে সাথে সমান সময়ে সমান ক্ষেত্রফল অতিক্রম করে।
পদার্থবিজ্ঞানে কৌনিক ভরবেগ, ভরবেগের ভ্রামক বা কৌনিক ভ্রামক দ্বারা এমন একটি ভেক্টর রাশিকে প্রকাশ করা হয়, যা কোন অক্ষের সাপেক্ষে ঘুর্নায়মান কোন বস্তুর জড়তার ভ্রামক ও কৌনিক বেগের গুণফল থেকে পাওয়া যায়।
কোন বস্তুর রৈখিক ভরবেগ এবং ব্যাসার্ধ ভেক্টরের গুনফলকে কৌণিক ভরবেগ বলে।
কোন বস্তুর কৌনিক ভরবেগ হল ঐ বস্তু গঠনকারী প্রত্যেকটি কণার কৌনিক ভরবেগের সমষ্টির সমান। কোন অক্ষের সাপেক্ষে ঘূর্নায়মান কোন দৃঢ় বস্তুর কৌণিক ভরবেগ, Lএর জড়তার ভ্রামক Iএবং কৌনিক বেগের omega গুণফল থেকে পাওয়া যায়
L=Iw
This empirical law discovered by Kepler arises from conservation of angular momentum. When the planet is closer to the sun, it moves faster, sweeping through a longer path in a given time.
পদার্থবিজ্ঞানে কৌনিক ভরবেগ, ভরবেগের ভ্রামক বা কৌনিক ভ্রামক দ্বারা এমন একটি ভেক্টর রাশিকে প্রকাশ করা হয়, যা কোন অক্ষের সাপেক্ষে ঘুর্নায়মান কোন বস্তুর জড়তার ভ্রামক ও কৌনিক বেগের গুণফল থেকে পাওয়া যায়।
কোন বস্তুর কৌনিক ভরবেগ হল ঐ বস্তু গঠনকারী প্রত্যেকটি কণার কৌনিক ভরবেগের সমষ্টির সমান। কোন অক্ষের সাপেক্ষে ঘূর্নায়মান কোন দৃঢ় বস্তুর কৌণিক ভরবেগ, Lএর জড়তার ভ্রামক Iএবং কৌনিক বেগের omega গুণফল থেকে পাওয়া যায়
L=Iw
The square of the period of any planet is proportional to the cube of the semimajor axis of its orbit.
একটি গ্রহের কক্ষীয় পর্যায়কালের বর্গ তার কক্ষপথের পরাক্ষের ঘনফলের সমানুপাতিক।
•Galactocentric orbit[An orbit about the center of a galaxy. The Sun follows this type of orbit about the galactic center of the Milky Way.
•Heliocentric orbit: An orbit around the Sun. In the Solar System, all planets, comets, and asteroids are in such orbits, as are many artificial satellites and pieces of space debris. Moonsby contrast are not in a heliocentric orbit but rather orbit their parent object.
•Geocentric orbit: An orbit around the planet Earth, such as that of the Moon or of artificial satellites.
•Areocentric orbit: An orbit around the planet Mars, such as that of its moons or artificial satellites.
•Lunar orbit (also selenocentric orbit): An orbit around the Earth's moon.
•Hermocentric orbit (also hermiocentric orbit): An orbit around the planet Mercury.
•Aphrodiocentric orbit (also cytheriocentric orbit): An orbit around the planet Venus.
•Jovicentric orbit (also zenocentric[1] orbit): An orbit around the planet Jupiter.
•Kronocentric[1] orbit (also saturnocentric orbit): An orbit around the planet Saturn.
•Oranocentric orbit: An orbit around the planet Uranus.
•Poseidocentric orbit: An orbit around the planet Neptune.