Она используется для пилотируемых космических полётов, дистанционного зондирования Земли, научных исследований и спутниковой связи.
Особенности орбиты
Спутники на низкой околоземной орбите движутся со скоростью около 7,8 км/с и совершают один оборот вокруг Земли примерно за 90–120 минут в зависимости от высоты. Например, Международная космическая станция (МКС) находится на высоте около 400 км и совершает примерно 16 оборотов за сутки.
Небольшое расстояние до поверхности Земли сокращает время распространения радиосигнала и позволяет уменьшить требуемую мощность радиолинии по сравнению с системами на более высоких орбитах. Однако спутник быстро перемещается относительно наземного пользователя и остаётся в зоне прямой видимости ограниченное время. Для непрерывного обслуживания больших территорий обычно требуется спутниковая группировка, а соединение может переключаться между аппаратами.
Применение в спутниковой связи
Низкая околоземная орбита широко используется в системах широкополосного доступа в Интернет. Например, спутники широкополосной группировки Starlink работают в нескольких орбитальных оболочках; для действующих аппаратов семейства V1/V2 производитель указывает высоты порядка 450–490 км. Использование множества спутников позволяет обеспечить обслуживание пользователей в разных регионах и сократить задержку передачи данных по сравнению с геостационарными системами.
Низкие орбиты применяются и для наблюдения Земли: близость к поверхности позволяет получать изображения с высоким пространственным разрешением. Конкретная высота выбирается с учётом назначения аппарата, требуемого покрытия, срока эксплуатации и других ограничений.
Ограничения и эксплуатационные особенности
На низких высотах остаточная атмосфера создаёт аэродинамическое сопротивление, постепенно снижая орбиту спутника. Для компенсации возмущений могут требоваться коррекции орбиты; после завершения эксплуатации аппарат должен быть безопасно сведён с орбиты в соответствии с применимыми требованиями по снижению космического мусора.
В системах связи также учитываются быстрое изменение взаимного положения спутника и терминала, доплеровский сдвиг частоты и необходимость передачи обслуживания между спутниками. Эти особенности влияют на проектирование антенн, радиочастотной электроники и алгоритмов управления соединением.
Источники: NASA, Low Earth Orbit FAQs; ESA, Types of Orbits; Starlink Space Safety, Starlink Constellation Altitudes.