مدار فائق التزامن

المدار فوق المتزامن هو مدار ذو دورة أكبر من دورة المدار المتزامن ، أو مدار محوره الرئيسي أكبر من محور المدار المتزامن. أما المدار المتزامن، فدورته تساوي دورة دوران الجسم الذي يحتوي على مركز ثقل المدار.

أحد أنظمة المدارات فائقة التزامن ذات القيمة الاقتصادية الكبيرة للتجارة الأرضية هو نطاق من المدارات شبه الدائرية التي تتمركز حول الأرض وتقع خارج الحزام المتزامن مع الأرض - حيث يبلغ ارتفاع نقطة الحضيض أكثر من 36100 كيلومتر (22400 ميل) ، أي ما يقرب من 300 كيلومتر (190 ميل) فوق الارتفاع المتزامن ^{[ 1 ]} - ويسمى حزام المقبرة الجيولوجية . ^{[ 2 ]}  

يُعدّ نظام المدارات المعروف باسم "حزام المقابر الأرضية" ذا قيمة كبيرة كموقع لتخزين والتخلص من حطام الأقمار الصناعية المهجورة بعد انتهاء عمرها الاقتصادي المفيد كأقمار اتصالات متزامنة مع الأرض . ^{[ 2 ]} تُترك الأقمار الصناعية في الفضاء لأن التكلفة الاقتصادية لإزالة الحطام ستكون مرتفعة، ولا تشترط السياسة العامة الحالية، ولا تشجع، على الإزالة السريعة من قِبل الجهة التي أطلقت الحطام في الفضاء الخارجي ، مما تسبب في آثار سلبية خارجية على الآخرين - أي تحميلهم التكلفة. أحد مقترحات السياسة العامة للتعامل مع تزايد الحطام الفضائي هو سياسة ترخيص إطلاق "واحد لأعلى/واحد لأسفل" لمدارات الأرض. سيتعين على مشغلي مركبات الإطلاق دفع تكلفة تخفيف الحطام. سيحتاجون إلى بناء القدرة في مركبات الإطلاق الخاصة بهم - الالتقاط الآلي، والملاحة، وتمديد مدة المهمة، وكمية إضافية كبيرة من الوقود - ليكونوا قادرين على الالتقاء بقمر صناعي مهجور موجود، والتقاطه، وإخراجه من مداره من نفس المستوى المداري تقريبًا. ^{[ 3 ]}

يُستخدم المدار فوق المتزامن بشكل شائع في إطلاق ونقل الأقمار الصناعية الجديدة المخصصة للمدارات المتزامنة مع الأرض . في هذه الطريقة، يضع الصاروخ القمر الصناعي في مدار نقل بيضاوي فوق متزامن ، ^{[ 4 ]} وهو مدار ذو أوج أعلى قليلاً من مدار النقل الجغرافي الثابت (GTO) الأكثر شيوعًا المستخدم عادةً لأقمار الاتصالات. يُستخدم هذا المدار لأن تغييرًا طفيفًا في الميل عند ارتفاع منخفض يتطلب طاقة أكبر بكثير من نفس التغيير عند ارتفاع أعلى. لذا، يكون من الأمثل أحيانًا استخدام نظام دفع المركبة الفضائية لتغيير الميل عند أوج أعلى من المطلوب، ثم خفض الأوج إلى الارتفاع المطلوب، مما يؤدي إلى انخفاض إجمالي استهلاك الوقود بواسطة محرك الدفع الخاص بالقمر الصناعي . ^{[ 5 ]}

استُخدمت هذه التقنية، على سبيل المثال، في إطلاق وحقن مدار النقل لأول عمليتي إطلاق لصاروخ فالكون 9 v1.1 التابع لشركة سبيس إكس في مدار أرضي متزامن مع الأرض (GTO) في ديسمبر 2013 ويناير 2014، للقمرين الصناعيين SES-8 ^{[ 4 ]} و Thaicom 6 ( على ارتفاع 90,000 كيلومتر (56,000 ميل) - نقطة الأوج ) ^{[ 5 ]} على التوالي. في كلتا الحالتين، يستخدم مالك القمر الصناعي نظام الدفع المدمج فيه لتقليل نقطة الأوج وتحويل المدار إلى مدار أرضي متزامن مع الأرض . وقد شاع استخدام هذه التقنية أيضًا لدى شركة ULA، بما في ذلك كوكبة أقمار الاتصالات WGS. كما استُخدمت هذه التقنية في إطلاق القمرين الصناعيين SES-14 و Al Yah 3 خلال رحلة Ariane 5 رقم VA241 . ومع ذلك، وبسبب خطأ من طاقم الإطلاق أدى إلى خلل وانحراف في المسار، لم يتم إدخال الأقمار الصناعية في المدار المقصود، مما تسبب في إعادة جدولة خطة مناورتها. ^{[ 6 ]} 

تدور معظم الأقمار الطبيعية في النظام الشمسي في مدارات فائقة التزامن. يدور القمر حول الأرض في مدار فائق التزامن ، أي أبطأ من فترة دوران الأرض حول محورها التي تبلغ 24 ساعة. أما فوبوس ، القمر الداخلي للمريخ ، فيدور في مدار دون التزامن حول المريخ بفترة مدارية تبلغ 0.32 يومًا فقط. ^{[ 7 ]} بينما يدور ديموس، القمر الخارجي، في مدار فائق التزامن حول المريخ . ^{[ 7 ]}

تم وضع مهمة المريخ المدارية - التي تدور حاليًا حول المريخ - في مدار بيضاوي فائق التزامن حول المريخ ، بفترة تبلغ 76.7 ساعة ونقطة حضيض مخططة تبلغ 365 كم (227 ميل) ونقطة أوج تبلغ 70000 كم (43000 ميل) . ^{[ 8 ]}    

• مدار دون التزامن
• قائمة المدارات