Yörünge Tipleri – Molniya ve Tundra

Bu yazıda Rusların ilk olarak keşfettiği oldukça eliptik bir yörüngesi olan ve HEO’da (Highly Elliptic Orbit) yer alan Molniya ve Tundra yörüngelerinden kısaca bahsedeceğim.

Hatırlarsanız J2 Etkisi başlıklı yazımızda, dünyamızın baskı küre şeklinde olması nedeniyle kutuplar ve ekvator arasında yer çekimi farklılığının bazı yörünge elemanlarını (RAAN ve Argument of Perigee) etkilediğini ve bu nedenle zaman içinde yörüngelerde sapmaya neden olduğunu paylaşmıştım. Hatta Sun Synchronous Orbit başlıklı yazımızda  bu sapmadan faydalanıldığından bahsetmiştim.

J2’nin bazı faydalarına rağmen maalesef çoğu yörünge bu sapmadan pek fayda göremiyor RAAN ve Argument of Perigee değerleri değiştiği için, bu yüzden de yörüngede sabit kalabilmek için ekstra yakıt harcamak zorunda kalıyor.

J2’nun “Argument of Perigee” üzerindeki etkisinin büyüklüğü; yörüngenin eğikliğine (inclination),  yörünge irtifasına (orbital altitude) ve de yörüngenin şekline (eccentricity) bağlı olarak değişiyor. Fakat bunlar içerisinde en büyük etkiye sahip olan yörüngenin eğikliği yani “inclination”.

Ruslar astronomlar 1960’lı yıllarında ortalarında farketmişler ki belli bir eğikliğe (inclination) sahip yörüngelerin “Argument of Perigee” değerleri değişmiyor.

Yani eğer bir uydunun yörüngesi 63.4 veya 116.6 derece ise perigee noktası değişmiyor, dolayısıyla “Argument of Perigee” değeri de hep sabit kalıyor.

Bundan faydalanarak da HEO’da (Highly Elliptic Orbit) yer alan Molniya ve Tundra ismi verilen iki yörünge keşfetiyorlar.

Molniya Orbit

Molniya, genelde kuzey yarım küreyi daha fazla görecek şekilde yörüngede kalması gereken uydular için kullanılan bir yörünge. Tipik bir Molniya yörüngesinin temel özellikleri de:

  • Oldukça eliptik (eccentricity 0.74)
  • Yörünge eğikliği (inclination) 63.4 derece
  • Argument of Perigee 270 derece
  • Periyodu 12 saat (718 dakika)
  • Semi-major axis 26,600 km.

Önemli Not: Molniya genelde Apogee noktası kuzey yarım kürede olacak şekilde kullanılıyor. Yarım kürede olacak şekilde kullanılmak istendiğinde Argument of Perigee 90 derece oluyor.

Molniya Orbit

Sovyetler Birliği zamanında daha çok askeri ve sivil amaçlı iletişim uyduları tarafından kullanılmaya başlayan bu yörüngenin en büyük özelliği uyduların kuzey yarım kürede daha fazla kalırken güney yarım küreyi daha hızlı geçmeleri.

Bu arada hatırlarsanız eliptik yörüngeler için Apogee ve Perigee noktaları arasındaki hız farklarını “Kepler’in Gezegensel Hareket Yasaları” başlıklı yazımızda (Kepler’in ikinci yasası) açıklamıştık.

Molniya Yörüngesinin Yer İzdüşümü (Ground Tracks)

Molniya’nın diğer bir özelliği yukarıdaki yer izdüşümünden (Ground Tracks) anlaşılacağı üzere hem Kuzey Amerika üzerinden hem de Rusya üzerinden geçmesi. Sovyetlerin özellikle soğuk savaş döneminde casus uyduları için bu yörüngenin ne kadar avantajlı olduğunu sanırım tahmin edebiliyorsunuzdur 🙂

Bu arada Molniya yörüngesindeki bir uydunun gözünden dünya nasıl gözüküyor görmek isterseniz aşağıdaki hızlandırılmış videoya göz atabilirsiniz.

Ayrıca https://www.n2yo.com/satellites/?c=14 adresinden Rusların şu ana kadar gönderdiği tüm Molniya uydularına ve son durumlarına göz atabilirsiniz.

Tundra

Molniya’ya çok benzer ve yine HEO’da yer alan diğer bir yörünge tipi de Tundra. Tundra’nın Molniya’dan en büyük farkı da periyodunun 12 saat değil, bu yazıda paylaştığımız geo synchronous uydular gibi 24 saat olması.

Tundra da Molniya gibi genelde kuzey yarım küreyi daha fazla görmesi istenen uydular için kullanılır ama Tundra’da amaç uydunun kuzey yarım kürenin sadece belli bir bölgesinde ağırlıklık olarak kalmasını sağlamaktır.

Bu yüzdendir ki yer izdüşümleri (ground tracks) GSO uyduları gibi 8 şeklini alır fakat aşağıdaki örnekte olduğu gibi her iki tarafı eşit bir sekiz rakamı olmaz.

Tundra yörüngesinin yaklaşık yer izdüşüm şekli

Bu arada Tundra da eliptik bir yörüngeye sahiptir ama eccentricity değeri Molniya kadar büyük değildir. Tipik bir Tundra yörüngesinin temel özellikleri de aşağıdaki gibidir

  • Eliptik (eccentricity 0.24 ile 0.4 arası)
  • Yörünge eğikliği (inclination) 63.4 derece
  • Argument of Perigee 270 derece
  • Periyodu 24 saat (1436 dakika)
  • Semi-major axis 42,164 km.

Molniya ve Tundra uydularının yörüngelerini yer izdüşümlerini karşılaştırarak en güzel aşağıdaki videoyu izleyerek anlayabilirsiniz.

Bu arada bu yazıyla yörünge tiplerinin sonuna geldik diyebiliriz. Yörüngelerle işimiz elbette daha bitmedi ama en azından mantığını anladığımızı ve iyi bir temel attığımızı düşünüyorum 🙂

Kaynaklar:

https://en.wikipedia.org/wiki/Molniya_orbit

https://en.wikipedia.org/wiki/Tundra_orbit

One thought on “Yörünge Tipleri – Molniya ve Tundra”

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Google fotoğrafı

Google hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s