Órbita heliossíncrona

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A órbita heliossíncrona é uma caso particular de uma quase órbita polar. O satélite viaja do pólo norte para o pólo sul e vice-versa, mas o seu plano de órbita é sempre fixo para um observador que esteja postado no Sol. Assim o satélite sempre passa aproximadamente sobre o mesmo ponto da superfície da Terra todos os dias na mesma hora. Desta forma ele pode transmitir todos os dados coletados para uma antena fixa terrestre, durante suas órbitas.

Geralmente os satélites hélio-síncronos são satélites de média e baixa órbita, com altitudes variando de 550 até 850 km. Orbitam com uma inclinação em relação ao equador de 97 a 98º.

Como a Terra se move em torno do Sol, para manter seu plano de órbita constante, os satélites de órbita hélio-síncrona devem rotacionar aproximadamente 1º para o leste a cada dia.

Mas como a Terra não é exatamente uma esfera, os satélites de órbita polar podem ser afetados por uma força adicional da gravidade, cuja componente principal é causada pelo achatamento da Terra. A altura do satélite, quando viajando sobre os pólos, está abaixo de 1.000 km e deverão ser afetados pela assimetria da Terra, quando transitando sobre o equador, onde a altitude do satélite será menor. Esta assimetria atua como uma força que lentamente roda o plano de órbita do satélite em torno do eixo da Terra. Se a órbita for exatamente polar (inclinação de 90º), o plano da órbita não rodará. Se a inclinação for em torno de 8º do eixo polar (ou seja, uma inclinação de 98º, levemente retrógrada), o plano da órbita executará uma rotação completa em torno do eixo da Terra em um ano.

O efeito do achatamento sobre o nodo ascendente da órbita se expressa por:

\Delta \Omega = - 2 \pi \frac { J_2 R^2 } { a^2 (1 - e^2)^2} \cos(\mbox{Inc})\, (rad/órbita) sendo:

Existe um tipo especial de órbita hélio-síncrona que é aquela em que o satélite sempre recebe a luz do Sol. O satélite orbita de um lado da Terra quando é o seu amanhecer e o outro lado da Terra, quando é o seu pôr do Sol.

A tabela abaixo se refere às características orbitais do satélite brasileiro CBERS, que apresenta órbita hélio-síncrona.

Tipo de órbita Hélio-síncrona
Altitude 778 km
Inclinação 98,5 graus
Cruzamento com o Equador 10:30 h (nó descendente)
Ciclo orbital 26 dias
Órbitas por dia 14,35
Duração de cada órbita 100,26 min.

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