uydu yörüngeleri

Haberleşme uyduları yeryüzüne farklı uzaklıklardaki yörüngeler üzerinde bulunabilirler. Bu uydu yörüngeleri yeryüzüne olan uzaklıklarına ve konumlarına göre adlandırılmışlardır. LEO ( Low Earth Orbit) , MEO ( Medium Earth Orbit), GEO (Geostationary Earth Orbit). Bu 3 yörünge dışında HEO (High Eliptic Orbit- Yüksel Eliptik Yörünge) , PEO (Polar Earth Orbit – Kutup dünya yörüngesi) yörüngeleride bulunmaktadır. Bu yörüngelerin birbirlerine göre avantajları ve dezavantajları vardır.VSAT sistemler genellikle GEO üzerinde konumlandırılırlar.

Uydu haberleşme sistemlerinde herkes tarafından sıklıkla teleffuz edilen “delay” “gecikme” kavramıda kullanılan yörünge ile doğrudan ilgilidir. Mesafe uzadıkça RF sinyallerinin boşlukta yapacağı yolculuğunda süresi uzayacaktır ve dolayısı ile farklı yörüngelerdeki uydular üzerinden gerçekleşen iletişim süreleride birbirinden farklı olacaktır. Aşağıda uydu yörüngelerini tek tek incelerken gecikme sürelerinide ortalama olarak vermeye çalışacağım.

“Uydu yörüngelerinin” etkili olduğu diğer bir konu ise uyduların ticari yaşam süreleridir. GEO üzerinde bulunan uydular merkezkaç kuvveti diğer dış kuvvetlerin dengelenmesiyle fazla bir enerjiye ihtiyaç duymadan yerküre ile birlikte senkron bir şekilde hareket edebilirler. Yeryüzüne göre konumları sabit kalabilmektedir. Tam bir turlarını dünya ile birlikte 24 saatte tamamlarlar. Yerküreye yaklaştıkça ( örn: LEO ) uyduların yörüngelerinde kalabilmesi için sık sık konumlandırılması ve dolayısı ile enerji harcamaları gerekmektedir. Bu nedenle ticari ömürleri kısalmaktadır.

Atmosfer tabakası 5 katmandan oluşmaktadır. LEO ile ilgili bölümü okurken ilk etapta şaşırabilirsiniz. “bu kadar alçakta yörüngemi olur ? ” diyerek. Bunun için hemen kısa birkaç aydınlatıcı bilgi vermek istiyorum. Atmosfer tabakasının 17-18 km’sinden sonra oksijen miktarı yaşanamayacak kadar azalmaktadır. 50 km’sinden sonra yerçekimi oldukça azalmakta ve ortamda bulunan tanecikler nedeniyle haberleşme sinyalleri çok rahat bir şekilde yayılabilmektedir. Son olarak atmosfer tabakasının toplam kalınlığı kutuplarda ve ekvator bölgesinde farklılık göstersede 10.000 km olarak ifade edilmektedir.

Uydu Yörüngelerinin Farklılıkları

• LEO (Low Earth Orbit) – Alçak uydu yörüngesi : Mesafe açısından yerküreye en yakın yörüngedir. Yakın olması sebebiyle uyduların footprintleri (kapsama alanları) küçük olmaktadır ve bu nedenle küresel kapsama alanı yaratabilmek için 40’ın üzerinde uyduya gerek duyulmaktadır. LEO’nun yerküreye uzaklığı 700-1400 km arasında değişmektedir. Gecikme süresi sadece tek bir yönde (Tx ya da Rx) 0.05 sn’dir. Uydu ticari ömürleri 4-7 yıldır. Kullanım alanı olarak uydu telefon sistemleri gösterilebilir. LEO yörüngede iletişim için gereken verici güç miktarı MEO ve GEO’ya göre daha düşüktür.
• MEO (Medium Earth Orbit) – Orta uydu yörüngesi: 10.000 – 15.000 km mesafededir. Kapsama alanı LEO’ya göre daha fazla olduğundan 10-15 uydu ile küresel kapsama alanı yaratılabilir. MEO uydu yörüngelerinde gecikme (delay ya da round trip time (RTT) 0.10sn’dir. Bu yörüngedeki uyduların ticari ömürleri 10 – 15 yıl kadardır.
• GEO (Geostationary Earth Orbit) – Eşzamanlı uydu yörüngesi :Ekvatora uzaklığı 36.000 Km civarındadır. Bu mesafeden görüş açısı çok geniş olduğu için küresel bir kapsama alanı yaratabilmek için  3-4 uydu yeterli olmaktadır. Gecikme 0.25 sn ‘dir. Uyduların ticari ömürleri ortalama 10-15 yıl arasında değişmektedir. Kullanım alanı oldukça geniştir. Televizyon ve radyo yayıncılığı, hava durumu izleme, GPS, VSAT, SCPC vb. sistemler için kullanılan uydular GEO üzerinde konumlandırılır. Bu uydu yörüngesindeki uydu üzerine etki eden kuvvetlerin dengelenmesinden dolayı operasyonları (yörüngede tutmak için yapılan manevraları) LEO yörüngede bulunan uydulara göre çok daha basittir. İletişim için gereken güç miktarı LEO ve MEO’ya göre daha fazladır. Ekvator düzleminde yer aldığı için kutuplarda zayıf kapsama alanı sağlamaktadır.
• HEO (High Eliptic Orbit) – Yüksel Eliptik Yörünge: Dünyaya olan uzaklığı geometrik şeklinden dolayı değişmektedir.
• PEO (Polar Eath Orbit ) – Kutup dünya yörüngesi: Kutup bölgelerinde kapsama alanının geniş olduğu bir yörüngedir.

Aşağıdaki şekilde uydu yörüngelerini görebilirsiniz. Ancak aklıma gelmişken şunuda belirtmek istiyorum. GEO uydu yörüngesine yerleştirilecek bir haberleşme uydusu önce LEO’ya çıkartılır. Burada roketten ayrılarak kendi içinde bulunan yakıtla (- ki yaklaşık 400kg) GEO yörüngeye doğru hareket eder. Bu aşamadan sonra yörüngedeki ufak hareketleri için geri kalan sıvı yakıtı kullanır. Elektronik cihazlar için gereken enerjiyi, üzerinde bulunan güneş panellerini  kullanarak  güneş enerjisinden alır.

Uydu Yörünge Diagram

Uydu yörüngeleri diagramı

Benzer Konular:

• GPS Nedir?
• Enlem Boylam Nedir?
• Uydu Terimleri
• Uydu Frekans
• Uydu internet
• Uydunet