Satelliitin päivittäinen liike

Illasta toiseen tähtitaivaalla näkyy samoja satelliitteja. Tavanomainen satelliitti kiertää maapallon puolessatoista tunnissa. Taivaalla se pysyttelee kymmenkunta minuuttia kerrallaan. Saman illan aikana saattaa saman satelliitin nähdä toiseenkin kertaan. Maapallo pyörii jatkuvasti akselinsa ympäri. Illalla kun katselemme tähtiä, voimme todeta tämän tähtitaivaan hitaana liikkeenä: idästä ilmestyy uusia tähtistöjä horisonttiin ja vastaavasti tähdistöjä katoaa samaan aikaan horisonttiin länsitaivaalla. Maapallo pyörii itäänpäin.

Kun näemme taivaalla satelliitin, meillä on mahdollisuus nähdä se seuraavan kerran horisontissa sen kiertoajan eli keskimäärin puolentoista tunnin jälkeen. Tuona aikana maapallo on ehtinyt pyörähtää jo jonkin matkaa itäänpäin. Yhdessä minuutissa liike on noin neljä astetta. Puolentoista tunnin aikana tämä siirtymä on taivaalla jo 22,5 astetta. Saman satelliitin voi siis löytää parisenkymmentä astetta lännempänä seuraavalla ylityksellä ellei Maan varjo ole ehtinyt pimentämään satelliittia.

Jos saman satelliitin kiertoa tarkkailee pitempään useita päiviä ja vielä likimain samaan kellonaikaan, voi huomata sen siirtyvän taivaalla pikku hiljaa aina vain lännemmäksi kohti Aurinkoa. Tämä johtuu taas siitä, että Maa pyörähtää vuorokaudessa likimain 361 astetta (360,986°) eli satelliitin rata näyttää kiertyvän noin yhden asteen vuorokaudessa lännemmäksi. Muutamassa viikossa satelliitti katoaa taivaalta auringonlaskun valoon. Satelliitin seuraava ylitys tosin ilmestyy taivaalle näkyviin idän suunnalta. Maan vetovoimakenttä pakottaa satelliitin ratatason kiertymään maapallon akselin ympäri enemmän tai vähemmän. Kun ratatason inklinaatio on 90 astetta, kiertymä on nolla. Jos inklinaatio pienenee tästä, kiertymä kasvaa hiljalleen useisiin asteisiin. Satelliitilla, jonka kiertoaika on 90 minuuttia ja inklinaatio 60 astetta, ratatason kiertymä on noin 4,3 astetta.

Otetaanpa esimerkkinä venäläinen Kosmos 1441 -satelliitti, joka laukaistiin radalleen vuonna 1983. Sen ratakorkeus (vuonna 2008) on noin 485 km ja ratatason inklinaatio on 81,1 astetta. Ratatietojen mukaan se kiertää maapallon vuorokaudessa 15,2657 kertaa eli silloin sen kiertoaika on 94,33 minuuttia. Jos haluamme siis selvittää satelliitin sijainnin seuraavilla ylityksillä on meidän huomioita maapallon pyörähdysajan lisäksi satelliitin ratatason kiertymä.

Pähkinänkuoressa:

• Satelliitin kiertoaika on noin puolitoista tuntia
• Yhden kierroksen aikana maapallo pyörähtää 22,5 astetta
• Maa pyörähtää vuorokaudessa 360,986 astetta
• Vuorokaudessa satelliitin rata siis siirtyy noin yhden asteen

Envisat-satelliitin liikettä kahden peräkkäisen ylityksen aikana havaintopaikan horisontisssa (Kuva: Heavens Above)