Baan om de aarde
Satellieten bewegen in een baan om de aarde als gevolg van een evenwicht tussen twee krachten: de snelheid van de satelliet (beweging van de satelliet in een rechte lijn) en de kracht waarmee de aarde aan de satelliet trekt (zwaartekracht). De zwaartekracht weerhoudt de satelliet ervan dat het rechtdoor vliegt van de aarde af en de snelheid van de satelliet weerhoudt het ervan dat de satelliet terug naar aarde wordt getrokken. Des te lager de satelliet om de aarde vliegt, des te sterker de zwaartekracht aan de satelliet trekt. Dit betekent dat de satelliet sneller moet bewegen om het effect van de zwaartekracht op te heffen. Bij een lage baan van ongeveer 700 km is een snelheid van ongeveer 27500 km/u nodig wat resulteert in een omlooptijd om de aarde van ongeveer 100 minuten. Op een hoogte van 35 790 km is een snelheid van ongeveer 11 700 km/u nodig, waardoor de omlooptijd in die baan 24 uur is.
Classificatie
De hoogte, excentriciteit en inclinatie van de satelliet bepalen samen de baan van de satelliet om de aarde en dus hoe de satelliet de aarde ziet. De satellietbanen kunnen worden ingedeeld op basis van de hoogte ten opzichte van het aardeoppervlak: Low Earth Orbit (LEO, 200-1200 km), Medium Earth Orbit (MEO, 1200-35790 km), Geostationary Earth Orbit (GEO, 35790 km), High Earth Orbit (HEO, >35790 km).
Excentriciteit heeft betrekking op de vorm van de baan. Een satelliet in een baan met een lage excentriciteit beweegt in een (bijna) cirkel om de aarde. Een baan met hoge excentriciteit is elliptisch, waarbij de afstand tussen de satelliet en de aarde verandert afhankelijk van waar de satelliet zich in de baan bevindt. Op basis van de excentriciteit worden de banen dus in twee soorten ingedeeld: circulaire en elliptische banen.
Elliptische banen zijn er in verschillende vormen en maten. Circulaire banen kunnen verder op basis van inclinatie (de hoek van de baan waarin de satelliet beweegt ten opzichte van de evenaar) worden ingedeeld in: equatoriaal en geostationair (0°), polair (90°), zonsynchroon (rond de 98°) en semi-zonsynchroon.
Beste baan
De beste baan voor een satelliet hangt af van het doel van de satellietmissie. Het is belangrijk om factoren af te wegen bij het kiezen van de baan, zoals de hoogte, de inclinatie, de gebieden die de satelliet kan observeren, en de frequentie waarmee de satelliet over dezelfde locatie op aarde passeert. Elk type baan en hoogte heeft zijn eigen voordelen.
Zo bepaalt de hoogte van de baan de snelheid en de omlooptijd van de satelliet en de helderheid waarmee de satelliet de aarde kan bekijken. Bijvoorbeeld kan een satelliet in een hoge baan om de aarde voorwerpen op aarde niet met dezelfde detail waarnemen als satellieten in een lagere baan, dichterbij de aarde.
De excentriciteit beïnvloedt de snelheid en de duur van de satelliet boven een bepaald gebied. Een satelliet in een circulaire baan heeft een constante snelheid, waardoor een vaste grondresolutie in de richting van de baan mogelijk is. De snelheid van de satelliet in een elliptische baan verandert juist afhankelijk van waar die zich bevindt in zijn baan. In het gedeelte van de baan het dichtst bij de aarde beweegt de satelliet het snelst omdat de zwaartekracht dan het sterkste is. Een elliptische baan kan daardoor nuttig zijn voor een communicatiesatelliet, omdat de satelliet een langer deel van z’n baan boven een bepaalde regio kan bewegen en slechts kort buiten bereik van die regio zal zijn als het snel en laag langs de andere kant van de aarde vliegt.
De inclinatie van de satellietbaan worden bepaald door de regio op aarde die van interesse is. Satellieten in een baan met een inclinatie van nul (equatoriale baan) of een lage inclinatie (tussen de 0° en 90°) kunnen bijvoorbeeld nuttig zijn om de weerspatronen in de tropen te bestuderen.
