مدارهای ماهواره ها اشکال متفاوتی دارند. بعضی گرد هستند. در حالی که بقیه خیلی بیضوی شکل (تخم مرغی شکل) هستند. مدارها همچنین از نظر ارتفاع خیلی متفاوتند. به عنوان مثال فقط بالای جو در ارتفاع حدود 155 مایلی (250 کیلومتری) قرار دارند. در حالی که ممکن است بقیه در ارتفاع بیش از 20000 مایلی (32200 کیلومتری) بالای زمین قرار داشته باشند.
ارتفاع بیشتر به معنی دور مداری (یعنی زمانی که صرف می شود تا یک ماهواره یک دور را طی کند) طولانی تر است.
ماهواره به خاطر تعادل بین سرعت ماهواره (سرعت وقتی که در یک خط مستقیم حرکت می کند) و نیروی جاذبه بین ماهواره و زمین در مدار باقی می ماند. اگر کشش جاذبه ای نباشد، شتاب ماهواره آن را در خط مستقیم از زمین دور می کند. اگر شتاب هم نباشد نیروی جاذبه یک ماهواره آن را به سمت زمین برمی گرداند.
انواع زیادی از مدارها وجود دارد. اما بیشتر ماهواره های مصنوعی در چهار شکل زیر به گرد زمین می گردند:
1-ارتفاع بالا
2-ارتفاع متوسط
3-همسطح قطب و خورشید
4-ارتفاع پایین
1-در مدار با ارتفاع بالا: ماهواره در بالای استوا و در ارتفاع حدود 22300 مایلی (35900 کیلومتری) قرار می گیرد. یک ماهواره در این مدار اطراف محور زمین و به طور دقیق در همان زمان و در همان مسیر حرکت می کند (همچنان که زمین دور محورش می گردد). بنابراین اگر از زمین به این ماهواره نگاه کنیم، آن را همیشه در همان نقطه در آسمان می بینیم. برای بالا بردن ماهواره به سوی این مدار یک وسیله پرتاب کننده قوی بزرگ لازم است.
2-در مدار با ارتفاع متوسط: ماهواره ای که در یک مدار با ارتفاع متوسط قرار می گیرد، در ارتفاع حدود 12400 مایلی (20000 کیلومتری) در یک دور مداری 12 ساعته حرکت می کند.
این مدار در خارج از جو زمین است و بنابراین خیلی با ثبات است. علایم رادیویی از یک ماهواره در ارتفاع متوسط به یک منطقه بزرگ از سطح زمین می رسد. پوشش وسیع و با ثبات مدار آن را برای ماهواره های ناوبری ایده آل می کند.
3-یک مدار قطبی: این مدار در ارتفاع نسبتاً پایینی قرار دارد و ماهواره ها در این مدار تقریباً به طور مستقیم از بالای قطب های شمال و جنوب عبور می کنند مسیر آنها عمود بر خط استوار است. حرکت آنها عمود بر خط استوا و مسیر دورانشان از قطبهای شمال و جنوب می‌گذرد.
جابجایی آهسته موقعیت مدار مطابق و همزمان با حرکت زمین به دور خورشید است. به خاطر این که این ماهواره در طول روز بالای همه ارتفاعات پرواز می کند، ابزار آن می تواند اطلاعات را از روی تقریباً سطح کامل زمین جمع آوری کند. یک مثال از این نوع مدار، ماهواره NOA-H سیستم مشاهده گر زمین TERRA است. این ماهواره مطالعه می کند که فعالیت های بشر روی آب و هوای زمین چه قدر اثر می گذارد. ارتفاع مدار آن 438 مایل (705 کیلومتر) است و دور مداری آن 99 دقیقه است. موقعی که ماهواره استوا را قطع می کند، زمان به وقت محلی 10:30 صبح یا 10:30 عصر است.
4-مدار با ارتفاع پایین:یک مدار با ارتفاع پایین درست بالای جو زمین است. جایی که تقریباً هیچ هوایی نیست تا موجب ایجاد نیروی جاذبه روی فضاپیما شود و سرعت آن را کاهش دهد. نسبت به هر نوع مدار دیگری، انرژی کمتری لازم است تا یک ماهواره به سوی آن پرتاب شود. ماهواره هایی که به سوی فضای عمیق می روند و اطلاعات علمی تهیه می کنند، معمولاً در این نوع مدار کار می کنند. برای مثال از تلسکوپ فضایی هابل در ارتفاع حدود 380 مایل یا 610 کیلومتری زمین با دور مداری 97 دقیقه ای بهره برداری می شود.
منبع: http://www.nasa.gov/