Середня навколоземна орбіта

Середня навколоземна орбіта (MEO) — це орбіта з центром Землі з висотою над низькою навколоземною орбітою (LEO) і нижче високої навколоземної орбіти (HEO). – від 2 000 до 35 786 км над рівнем моря^[1].

Порівняння розміру орбіти GPS, ГЛОНАСС, Галілео, Бейдоу-2 та Іридіуму, Міжнародної космічної станції, космічного телескопа Габбл та геостаціонарної орбіти (та орбіти захоронення) з радіаційними поясами Ван Аллена та Землею в масштабі. Орбіта Місяця приблизно в 9 разів більша за геостаціонарну орбіту.

Діаграма низької, середньої та високої навколоземних орбіт у масштабі

Межа між середньою навколоземною та низькою навколоземною орбітою – це довільна висота, обрана відповідно до прийнятої конвенції, тоді як межа між середньою навколоземною та високою навколоземноб орбітою – це конкретна висота геосинхронної орбіти, на якій супутнику потрібно 24 годин, щоб обігнути Землю, такий же період, як і власне обертання Землі. Усі супутники на MEO мають орбітальний період менше 24 годин, з мінімальним періодом (для кругової орбіти на найменшій висоті MEO) близько 2 години^[2].

Супутники на орбітах MEO збурюються тиском сонячного випромінювання, яке є домінуючою негравітаційною збурювальною силою^[3]. Інші збурювальні сили включають: альбедо Землі, тягу навігаційної антени та теплові ефекти, пов’язані з перевипромінюванням тепла.

Область середньої навколоземної орбіти включає дві зони енергійних заряджених частинок над екватором, відомі як радіаційні пояси Ван Аллена, які можуть пошкодити електронні системи супутників без спеціального екранування^[4].

Використання середньої навколоземної орбіти

Дві середні навколоземні орбіти особливо важливі. Супутник на напівсинхронній орбіті на висоті приблизно 20 200 кілометрів має орбітальний період 12 годин і щодня проходить через ті самі дві точки на екваторі^[1]. Ця надійно передбачувана орбіта використовується системою глобального позиціонування (GPS)^[2]. Інші навігаційні супутникові системи використовують аналогічні середні навколоземні орбіти, включаючи ГЛОНАСС (з висотою 19 100 кілометрів)^[5], Галілео (з висотою 23 222 кілометри)^[6] і Бейдоу (з висотою 21 528 кілометрів)^[7].

Орбіта Молнія має високий кут нахилу 63,4° і високий ексцентриситет 0,722 з періодом 12 годин, тому супутник проводить більшу частину своєї орбіти над вибраною територією у високих широтах. Цю орбіту використовували північноамериканські супутники Sirius Satellite Radio та XM Satellite Radio (нині неіснуючі), а також російські військові супутники зв’язку «Молнія», на честь яких вона і названа^[1].

Супутники зв’язку в MEO включають угруповання O3b і майбутні O3b mPOWER для телекомунікацій і передачі даних у морські, повітряні та віддалені точки (з висотою 8063 кілометри)^[8].

Супутники зв'язку для покриття Північного і Південного полюсів також виведені в MEO^[9].

Експериментальний супутник зв’язку Telstar 1, запущений у 1962 році, вийшов на орбіту в ближній орбіті^[10].

У травні 2022 року казахстанський оператор мобільного зв’язку Kcell і власник і оператор супутникового зв’язку SES використали групу супутників SES O3b MEO, щоб продемонструвати, що супутники MEO можна використовувати для забезпечення високошвидкісного мобільного Інтернету у віддалених регіонах Казахстану для надійних відеодзвінків, конференцій і потокова передача, і перегляд веб-сторінок із затримкою (затримкою) у п’ять разів меншою, ніж на існуючій платформі на базі супутників на геостаціонарній орбіті^[11].