HEO

Eine hochelliptische Umlaufbahn ist eine Umlaufbahn, bei der ein Punkt (Apogäum) weit von der Erde entfernt liegt, während der andere Punkt (Perigäum) nah an der Erdoberfläche ist. Das Raumfahrzeug verbringt den größten Teil seiner Umlaufperiode in der Nähe des Apogäums und verweilt über einer bestimmten Region, üblicherweise einem Polargebiet. Diese Asymmetrie macht HEO grundlegend verschieden von kreisförmigen oder moderat elliptischen Bahnen, bei denen die Verweilzeit gleichmäßig über den Globus verteilt ist.

HEO-Satelliten werden üblicherweise mit Neigungswinkeln zwischen 60 und 90 Grad eingesetzt, um eine Abdeckung über hohen nördlichen oder südlichen Breiten zu gewährleisten. Ein typisches HEO könnte ein Perigäum in 500 km Höhe und ein Apogäum in 40.000 km oder höher haben. Da sich das Raumfahrzeug am Apogäum langsam bewegt (wo die Gravitationskraft schwächer ist), kann es eine feste Region während vieler Stunden pro Überflug ausstrahlen oder beobachten. Dies macht HEO wertvoll für Kommunikation, die arktische Regionen versorgt, oder für Polarbeobachtung, wo geostationäre Abdeckung ausfällt.

Der Name der Umlaufbahn beschreibt ihre Geometrie, nicht ihren Zweck. 'Elliptisch' beschreibt die Form; 'hoch' zeigt den ausgeprägten Unterschied zwischen Perigäum- und Apogäumdistanzen an. Der Begriff unterscheidet sie von mittleren elliptischen Umlaufbahnen (MEO), die von Navigationssystemen wie GPS verwendet werden, wo Perigäum und Apogäum weniger extrem sind.

Betriebsteams überwachen HEO-Satelliten mittels vorhergesagter Überflugzeiten und Bahnelementen. Da das Apogäum im Inertialsystem fixiert bleibt (nicht relativ zur Erdrotation), verschieben sich die Abdeckungsfenster langsam über den Kalender. Diese Vorhersagbarkeit ermöglicht es Bodenstation, Antennenausrichtung, Energieverwaltung und Nutzlastbetrieb weit im Voraus zu planen. Atmosphärischer Reibungswiderstand ist oberhalb typischer HEO-Perigäumhöhen vernachlässigbar, aber Bahnerhaltungsmanöver sind notwendig, um Drifteffekte durch Sonnenwind und Gravitationsstörungen zu korrigieren.

Russische Kommunikationssatelliten nutzten HEO historisch, um hochgelegene Regionen zu versorgen, in denen die Bodeninfrastruktur dünn gesät war. Die Umlaufbahn erfordert mehr Startenergie als niedrige Erdumlaufbahn (LEO), bietet aber längere Verweilzeiten ohne die Bahnerhaltungslast geostationärer (GEO) Satelliten. Für Luftfahrt- und Seebetreiber in Polarregionen bieten HEO-Satellitenverbindungen regelmäßigen Kontakt, den LEO-Konstellationen ergänzen und den GEO nicht erreichen kann.