Mi a pálya? (5. rész)
(Rovat: Környezetünk védelme, Időjárás és előrejelzése , Katasztrófák ellen - 2010.06.11 08:30.)

A legtöbb tudományos, távérzékelő műhold, valamint egyes meteorológiai holdak alacsonyan, a Föld felszínétől csak néhány száz km-re keringenek.

Ezek a pályák általában kevéssé lapultak, közel kör alakúak. A pályahajlást (inklinációt) alapvetően az ellátni kívánt feladathoz szabják. Az amerikai TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) műhold például a trópusi övezet csapadékviszonyainak vizsgálatára készült, ezért csupán 35° a pályahajlása. Ez azt jelenti, hogy az Egyenlítőtől északi és déli szélességben ennyivel távolodik el.

A TRMM által fél nap leforgása alatt felmérhető földfelszín. (Kép: NASA)

Számos, az egész bolygót megfigyelni hivatott műhold kering poláris pályán (i=90° pályahajlás közelében). Ilyenkor a pályaperiódus fele alatt (az egyik sarktól a másikig jutva) a Nap által megvilágított félgömb, a másik fele alatt („visszafelé” a kiinduló pólushoz) az éjszakai félgömb fölött haladnak el. Miközben a műhold kering, azalatt a bő másfél óra alatt a Föld is elfordul alatta. Így a következő pálya alkalmával már más felszínrészletek kerülnek a műhold műszereinek látómezejébe.

A poláris pályák közt is található egy speciális eset, az ún. napszinkron pálya. (Erről nemrég részletesebben írtunk, ezért itt csak röviden térünk ki rá.) Ilyenkor a műhold – bármelyik pályáját rója is éppen – az Egyenlítő fölött az ottani helyi időben mindig ugyanakkor halad át. Például a NASA Terra műholdjánál ez délelőtt fél 11. A földmegfigyelő holdak esetén ez azért hasznos, mert – egy adott évszakban – mindenhol többé-kevésbé azonos megvilágítási (fény-árnyék) viszonyokat talál, s így felvételei, mérési adatai globális értelemben könnyebben összevethetők egymással. A klímaváltozás megbízható tanulmányozásához például éveken-évtizedeken át gyűjtött, konzisztens adatsorokra van szükség.

A poláris napszinkron pálya dinamikai feltételei meglehetősen szigorúak. Egy kb. 800 km magasban keringő műhold pályahajlása 98° kell legyen, s kis változások esetén is kitér az űreszköz e kedvező pályáról. Mivel a Föld körül keringő minden műholdra bolygónk gravitációs vonzóerején kívül más erők – például a felsőlégköri fékezés, a Hold és a Nap vonzó hatása, a Nap sugárnyomása – is hatnak, ezért ha fontos, akkor pályájuk tartása érdekében hajtóműveikkel rendszeres manővereket kell végezni.

A napszinkron pálya három keringési periódust mutató illusztrációja. A legutolsó pályát vastagabb vonal jelzi. (Kép: NASA / R. Simmon)

A műholdpályákkal való rövid ismerkedésünket két jól ismert képpel zárjuk, amelyek egyúttal kitűnően mutatják az egyes pályatípusok „népszerűségét” is. Az ábrákon a használatban levő, valamint a használaton kívüli űreszközök, illetve azok nagyobb darabjainak (az ún. űrszemétnek) a pozíciói szerepelnek egy-egy fekete ponttal megjelölve, egy adott időpontban. A felső, nagyobb térrészt mutató ábrán látványos gyűrűként kirajzolódik a geostacionárius pálya. Az alacsony pályák annyira „tele vannak”, hogy a pöttyök elfedik a Föld felszínét. A második kép csak a Föld közvetlen környezetét mutatja. Elgondolkodtató, hogy a pontok 95%-a űrszemétnek felel meg. (A pöttyök nagysága nem méretarányos, a helyzet tehát még nem annyira elszomorító, mint amilyennek első pillantásra tűnne a rajz alapján. Az ütközések kockázata még viszonylag kicsi, de már nem elhanyagolható...)

(Képek: NASA Orbital Debris Program Office)