مدار پایین زمین Low Earth orbit

مدار پایین زمین نزدیک‌ترین و پرتردد‌ترین بخش فضا به ماست. ارتفاع آن از حدود ۱۶۰ کیلومتر، جایی که هوا هنوز می‌تواند ماهواره را بفرساید، تا حدود ۲۰۰۰ کیلومتر کشیده می‌شود. رسیدن به آن آسان‌تر از مدارهای بالاتر است و به همین دلیل بیشترین ماهواره‌ها آنجا هستند.

ویژگی‌های مدار پایین زمین

سرعت ماهواره در این مدار حدود ۷٫۸ کیلومتر در ثانیه (نزدیک ۲۸ هزار کیلومتر در ساعت) است و هر دور را در حدود ۹۰ تا ۱۲۰ دقیقه می‌زند. فضانوردان ایستگاه فضایی بین‌المللی در ارتفاع حدود ۴۰۰ کیلومتری هر روز حدود ۱۶ بار طلوع و غروب خورشید را می‌بینند. هابل در ارتفاع حدود ۵۰۰ تا ۵۵۰ کیلومتر و بیشتر ماهواره‌های استارلینک در حدود ۴۸۰ تا ۵۷۰ کیلومتر می‌چرخند.

چون نزدیک زمین است، ماهواره‌ها در آن با تأخیر بسیار کم ارتباط برقرار می‌کنند و تصویر دقیق می‌گیرند. زمان رفت‌وبرگشت سیگنال به‌طور معمول چند ده میلی‌ثانیه است، در مقابل حدود نیم ثانیه برای مدار زمین‌هم‌زمان. ولی یک ماهواره LEO فقط بخش کوچکی از زمین را می‌بیند، پس باید برای پوشش جهانی صدها ماهواره را در صورت‌فلکی گذاشت.

چالش‌های LEO

بالای ۱۶۰ کیلومتر هم هنوز ذرات بسیار رقیق هوا وجود دارد. این ذرات ماهواره را آهسته کند می‌کنند و پایین می‌کشند. ایستگاه فضایی باید هر چند ماه یک‌بار با موتور خود را بالا ببرد. این مدار شلوغ هم هست و زباله‌های فضایی خطر برخورد را زیاد کرده‌اند. زنجیرهٔ برخوردهای احتمالی در سندروم کسلر بررسی شده است. از ارتفاع حدود ۱۰۰۰ کیلومتر به بالا کمربندهای تابشی ون‌آلن آغاز می‌شوند.

چرا LEO مهم است؟

رسیدن به LEO نخستین هدف هر موشک است و مبنای بسیاری از مأموریت‌هاست. بعد از آن با موتور اضافی می‌توان به ماه یا مریخ رفت. دربارهٔ حرکت در مدار به مکانیک مداری مراجعه کنید.

پرسش‌های رایج

### مدار پایین زمین چقدر بالاست؟
بین حدود ۱۶۰ تا ۲۰۰۰ کیلومتر از سطح زمین. ایستگاه فضایی بین‌المللی در ارتفاعی نزدیک ۴۰۰ کیلومتر قرار دارد.

### چرا فضانوردان در LEO هم بی‌وزن‌اند؟
گرانش در ارتفاع ۴۰۰ کیلومتری هنوز نزدیک به ۹۰ درصد گرانش سطح زمین است. بی‌وزنی از سقوط آزاد ایستگاه و فضانوردان می‌آید، نه نبود گرانش.

### آیا ماهواره‌های LEO به زمین برمی‌گردند؟
بله. اصطکاک با هوای رقیق مدار را پایین می‌آورد و ماهواره سرانجام در جو می‌سوزد، مگر اینکه با موتور بالا برده شود.

### فاصلهٔ LEO تا ماه چقدر است؟
ماه حدود ۳۸۴ هزار کیلومتر از زمین دور است، یعنی صدها برابر ارتفاع LEO. رسیدن از LEO به ماه به چند روز زمان و سوخت زیاد نیاز دارد.