Bu yazıda GEO ve GSO yörünge tiplerinden kısaca bahsedeceğim.
GEO (Geosynchronous Equatorial Orbit) ve GSO (GeoSynchronous Orbit) aslında özellikleri açısından biri birine çok benzeyen ve MEO yazımızda paylaştığımız küresel navigasyon uyduları gibi gündelik hayatımızda çok kullandığımız uyduların yer aldığı yörünge tiplerinden.
GEO (Geosynchronous Equatorial Orbit)
Yörünge düzlemi ekvatoral düzlem ile aynı olan (inclination = 0) GEO ve yörünge periyodu 24 saat (yani dünyanın kendi ekseni etrafındaki dönüş hızı ile aynı olan) yörünge tipine GEO deniyor. GEO, ingilizce Geosynchronous Equatorial Orbit ya da Geostationary Orbit‘in kısaltması olarak geçiyor. Bu tip yörüngedeki bir uydu gökyüzünde, aşağıdaki animasyonda olduğu gibi dünyadan bakan bir kişiye göre hep sabit duruyormuş gibi gözüküyor uydu hareket etmesine rağmen dünya ile anı hızda döndüğü için.
Bu sayede de yer istasyonlarının bu yörüngede yer alan uyduları takip etmesi için hareketli olmasına gerek kalmıyor. Örneğin balkonlarımızda ya da çatılarımızda kullandığımız çanak antenlerin hep sabit bir noktaya bakması bu yüzden. Çünkü televizyon yayınlarını aktaran uydular hep bu yörüngedeler.
GEO’nun temel özellikleri de:
- Yörünge yükseklikliği (altitude) tam olarak 35.786 km.
- Yörünge yarıçapı (orbit radius) tam olarak 42.164 km.
- Yörünge dairesel (eccentricity sıfıra çok yakın)
- Yörünge periyotları 24 saat (tam olarak 23 saat 56 dakika 4 saniye)
- Yörünge hızı 3 km / saniye.
Bu yörüngenin yüksekliği 81 derece enleme kadar (kuzeyde ve güneyde) bir görüş açısı sağlaması nedeniyle genelde gecikmenin (latency) önemli olmadığı iletişim uyduları ve televizyon yayınlarına ait uydular tarafından tercih ediliyor. Özetle kapsama alanının geniş olması ve yer istasyonlarının sabit olarak çalışabilmesi bu yörüngeyi çok popüler yapma nedenlerden.
Örneğin yerel kanallarının bir çoğunun yar aldığı ve 2014 yılında uzaya gönderilen Turksat 4A uydumuz GEO’da yer alıyor yukarıdaki ekran görüntüsünde olduğu gibi. Bulunduğu nokta tam ekvatorun üstü ve Türkiye’nin boylamına göre tam altımızda. Ekvatoral yörüngede dünya ile aynı hızla döndüğünden bize göre sabit gözüküyor.
GEO’nun en büyük dezavantajı dünyadan çok uzak olması nedeniyle bu yörüngeye uydu göndermenin çok maliyetli olması ve ileride detaylı değineceğimiz üçüncü ve dördüncü kuvvetler (ay ve güneş) nedeniyle bu yörüngenin zaman içerisinde sapması.
Şöyle ki ekvatoral yörüngedeki uyduların her sene eğikliği (inclination) 1 derece artıyor. Bunun için uydular üzerlerinde yakıt bulunduruyor ve düzenli olarak bu sapmayı düzeltiyorlar. Fakat yakıtları bitince uydular ekvatoral yörüngeden sapmaya başlıyor aşağıdaki 1996 yılında uzaya gönderilmiş ve artık kullanılmayan Turksat 1C uydumuz gibi.
Farkettiyseniz uydunun yörünge izdüşümü (ground track) sekiz çizmeye başlamış. Dünya ile aynı hızda dönen bir uydu ekvatoral yörüngeden sapmaya başlayınca, yani eğikliği (inclination) artmaya başlayınca izdüşümü 8 rakamının şeklini almaya başlıyor.
Turksat 1C’nin aşağıdaki yörünge elemanlarına gözatacak olursanız periyodu halen dünyanın dönüş hızına çok yakın. Fakat eğikliği (inclination) 8.5 dereceye kadar çıktığı için artık bize göre sabit değil.
GSO (GeoSynchronous Orbit)
GSO’nun GEO’dan en büyük farkı da eğikliğinin (inclination) sıfırdan farklı olması, yani uydunun ekvatoral bir yörüngeye sahip olmaması. Fakat yörünge periyodu yine 24 saat (tam olarak 23 saat 56 dakika 4 saniye) yani dünyanın kendi ekseni etrafındaki dönüş hızı ile senkron.
Bu yörünge genelde kuzey veya güney yarım kürede belli bir bölgeyi (geniş bir alanlı) sürekli izlemek gerektiği durumlardaki uydular tarafından kullanılıyor. Bunların başlıcası da Meteoroloji uyduları. Neden derseniz; ekvatoral yörünge üzerindeki bir uydunun kuzey yarım küredeki sabit bir bölgenin (örneğin Kanada’nın) bir bölgenin fotoğrafını çektiğinde elde edeceği görüntü kalitesi ile, sürekli Kanada’nın üzerinde uçan bir uydudan çekilen fotoğrafın kalitesi aynı olmaması. (Örneğin kutup bölgelerini hiç göremeyecektir ekvatoral yörüngedeki bir uydu.)
Bu arada bir önceki MEO yazısında paylaştığımız Çinlilerin Beidou isimli küresel uydularından bazıları GEO (5 adet) ve GSO’da (3 adet) yer alıyor aşağıdaki tabloda paylaştığım gibi. (Bu arada tabloda IGSO geçen ifade Inclined Geostationary Orbit’in kısaltması)
GSO’daki 3 navigasyon uydusundan bir tanesini (IGSO-7) aşağıda paylaştım fikir vermesi için. Eğikliği (inclination) 55 derece olduğu için yer izdüşümünün çizdiği 8 rakamı çok daha belirgin.
Bu arada eğer GEO ile GSO arasındaki fark kafanızda tam oturmadıysa ufak bir örnek ile şöyle açıklayabilirim. Diyelim ki dünya üzerinde sabit bir noktada duruyorsunuz ve elinizdeki bir çanak anteni gökyüzünde hep sabit bir noktaya tutuyorsunuz ve günün 24 saati o noktadaki bir uydudan sinyal alıyorsunuz. İşte bu uydu GEO’da demek.
Fakat eğer günün her saniyesi değil de hep 24 saatte bir (örneğin tam öğlen 12:00’de) tam zamanında sinyal alıyor ve bir daha almıyorsanız işte o uydu da GSO’da demektir. Yani 24 saatte bir hep aynı noktadan geçiyor ama yerdeki sabit bir noktaya göre konumu sabit kalmıyor demektir. (Bu arada uydu muhtemelen sürekli gökyüzünde görebileceğiniz bir noktada fakat konumu sabit olmadığı için elinizdeki çanak anteninin yönünü sürekli değiştirmeniz gerekecek)
Kaynaklar:
https://gisgeography.com/geosynchronous-geostationary-orbits/
Uzay Teknesi 
“Yörünge Tipleri – GEO ve GSO” için 3 yorum