同步卫星的轨道

《物理学》第3册(选修版)第96页对通信卫星轨道的描述中有一段话:“通信卫星轨道一般采用‘地球同步轨道’，也称为‘地球同步轨道’。也就是说，卫星自转的周期与地球自转的周期相同，并且相对静止。这段话很容易理解为:地球同步轨道是地球同步轨道。地球同步轨道上的卫星相对于地球是静止的。

一些复习材料也有这样的练习:“简单解释为什么地球同步卫星只能在赤道平面内绕地球旋转。”“为什么地球同步卫星相对于地球上的一个点是静止的？”这也是为了混淆地球静止轨道和地球静止轨道。

事实上，地球同步轨道和地球同步轨道不是一回事，它们既有共同点，又有很大差异。

地球同步轨道和地球静止轨道都是人造地球卫星轨道，运行周期相同(23小时56分04秒)。

这两条轨道有三个不同之处:

首先，轨道的倾角不同。

地球静止轨道是一个圆形地球同步轨道，轨道倾角为零(轨道平面和赤道平面之间的角度)。也就是说，地球静止轨道必须在赤道平面上。然而，地球同步轨道平面可以与赤道平面形成非零角度。

第二，观察者看到不同的现象。

运行在地球同步轨道上的卫星每天在同一时间同一地点穿过天空。对地面上的观察者来说，卫星每天在同一时间出现在同一个方向。在连续的一段时间内，卫星可以相对于观察者移动。然而，在地球静止轨道上运行的卫星每天任何时候都在同一个地方。地面上的观察者看到卫星总是在某个位置，并保持静止。

第三，恒星下面的点的轨迹是不同的。

人造地球卫星在地面上的投影点(或卫星与地核和地面的交点)称为亚星点。卫星运动和地球自转使亚星点在地球上运动，形成亚星点轨迹。地球同步卫星的亚星点轨道是一条8字形闭合曲线，而地球同步卫星的亚星点轨道是一个点。

鉴于上述原因，笔者认为最好将高中物理第3册(选修书)第96页的“地球同步轨道”中的“地球同步轨道”一句改为“地球同步轨道”。