కక్ష్య అంటే అంతరిక్షంలోని ఒక వస్తువు (గ్రహం, చంద్రుడు, గ్రహశకలం లేదా అంతరిక్ష నౌక) గురుత్వాకర్షణ కారణంగా మరో వస్తువు చుట్టూ వక్రమార్గంలో నిరంతరం పరిభ్రమించే పథం. తమ విధి నిర్వహణకుగాను ఉపగ్రహాలను భూమి చుట్టూ సముద్ర మట్టం నుంచి 100 కి.మీ. అంతకుమించిన ఎత్తుల్లో ఉండే నిర్దేశిత మార్గాల్లో ప్రవేశపెడతారు. ఈ మార్గాలు వృత్తాకార, దీర్ఘ వృత్తాకారంలో ఉంటాయి. దీర్ఘ వృత్తాకార కక్ష్యలో పరిభ్రమించే ఉపగ్రహాలు అన్ని సమయాల్లో భూమికి సమాన దూరంలో ఉండవు. భూమికి, ఉపగ్రహానికి మధ్య ఉండే కనిష్ట దూరాన్ని పెరిజీ అంటారు. గరిష్ట దూరాన్ని అపోజీ అంటారు. ప్రతి కక్ష్యలో ఉపగ్రహం స్థిరంగా పరిభ్రమించడానికి దానికి అందించాల్సిన కనీస వేగాన్ని కక్ష్యావేగం అంటారు. భూమి చుట్టూ సముద్ర మట్టానికి 100 కి.మీ.(62 మైళ్లు) ఎత్తులోని కక్ష్యలో పరిభ్రమించే ఉపగ్రహం కక్ష్యా వేగం సెకనుకు 7.8 కి.మీ. ఉంటుంది. సుదూర కక్ష్యల్లో ఉపగ్రహాల కక్ష్యావేగం నెమ్మదిగా ఉంటుండగా, ఈ కక్ష్యల లోనికి ఉపగ్రహాలను ప్రవేశపెట్టడానికి అధిక సామర్థ్యం కలిగిన వాహక నౌకలు అవసరం.
భూ నిమ్న కక్ష్యలు (లో ఎర్త్ ఆర్బిట్)
ఇవి భూమి నుంచి 160 నుంచి 2000 కిలోమీటర్ల ఎగువన ఉంటాయి. వీటిలో ఉపగ్రహ కక్ష్య వేగం గంటకు 27,400 కిలోమీటర్లు ఉంటుంది. ప్రతి 90 నిమిషాలకు ఒకసారి భూమిని చుట్టి వస్తాయి. అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్రం కూడా భూ నిమ్న కక్ష్యలోనే ఉంది. ఈ కక్ష్యల్లోని అత్యధిక ఉపగ్రహాలు ఎదుర్కొనే ప్రధాన ముప్పు అట్మాస్ఫియర్ డ్రాగ్. అంటే వాతావరణంతో ఈ ఉపగ్రహాలు లాగివేయబడుతాయి. భూమికి దూరంగా ఉన్న కక్ష్యలతో పోలిస్తే దగ్గరగా ఉన్న కక్ష్యల్లో ఈ ముప్పు అధికం.
ధ్రువ కక్ష్యలు (పొలార్ ఆర్బిట్స్)
ఈ కక్ష్యల్లో పరిభ్రమించే ఉపగ్రహాలు నిరంతరం ఉత్తర, దక్షిణ ధ్రువాలను చుట్టి వస్తాయి. ధ్రువ కక్ష్యల్లో పరిభ్రమించే ఉపగ్రహాలు ఒక రోజులో భూమిని పూర్తిగా పరిశీలించి భూ సంబంధిత చిత్రాలు తీయగలవు. ఈ కక్ష్యల్లో సాధారణంగా రిమోట్ సెన్సింగ్ ఉపగ్రహాలు, వాతావరణ పరిశీలన ఉపగ్రహాలు, సైనిక ఉపగ్రహాలను ప్రవేశపెడతారు. ఈ రకమైన ఉపగ్రహాలు రోజులో ఏదో ఒక సమయంలో మాత్రమే సూర్యుడికి ఎదురుగా ఉంటాయి. సూర్యుని వల్ల ఏర్పడే భూమి నీడలో పరిభ్రమిస్తూ ఉంటాయి. ఉపగ్రహాల కక్ష్యా వేగం 7.5 కేఎంపీఎస్ ఉంటుంది. పూర్తి పరిభ్రమణానికి సుమారు 100 నిమిషాల సమయం పడుతుంది.
సూర్యానువర్తన ధ్రువ కక్ష్యలు(సన్ సింక్రోనస్ పొలార్ ఆర్బిట్స్)
ధ్రువ కక్ష్యల్లో పరిభ్రమించే ఉపగ్రహాన్ని నిరంతరం సూర్యునికి ఎదురుగా ఉంటూ భూమి చుట్టూ పరిభ్రమించేలా ప్రయోగిస్తారు. ఈ రకమైన కక్ష్యలను సూర్యానువర్తన ధ్రువ కక్ష్యలు అని పిలుస్తారు. దీని అర్థం ఉపగ్రహం ఎల్లప్పుడూ ఒకే స్థానిక సమయంలో ఒకే ప్రదేశాన్ని సందర్శిస్తుంది. ఉదాహరణకు ప్రతిరోజు మధ్యాహ్నం సరిగ్గా హైదరాబాద్ నగరం మీదుగా ప్రయాణించడం. ఒక స్థలాన్ని ఒకే సమయంలో కొన్ని వారాలు, నెలలు, సంవత్సరాలపాటు పరిశీలించడానికి ఈ ఉపగ్రహాలు తోడ్పడుతాయి. అందుకే ఈ ఉపగ్రహాలు అందించే సమాచారం వాతావరణ పరిశీలనలు, వాతావరణ అంచనాల్లో ఉపయోగపడతాయి. నిరంతరం సౌరశక్తి అవసరం ఉన్న ఉపగ్రహాలను dawn–to– dusk orbit అనే ప్రత్యేక ఎస్ఎస్పీవో లోనికి ప్రయోగిస్తారు. ఈ కక్ష్యల్లోని ఉపగ్రహాలు ఎప్పుడూ భూమి ఛాయ ప్రదేశంలోకి వెళ్లక, సూర్యుడికి ఎదురుగా ఉంటాయి. 800 కిలోమీటర్ల దూరంలోని ఎస్ఎస్పీవోలో పరిభ్రమించే ఉపగ్రహాల కక్ష్యా వేగం సెకనుకు సుమారు 7.5 కిలోమీటర్లు ఉంటుంది. పూర్తి భ్రమణానికి సుమారు 98.9 నిమిషాల సమయం పడుతుంది.
మధ్యస్థ భూ కక్ష్యలు (మీడియం ఎర్త్ ఆర్బిట్)
భూ నిమ్న కక్ష్యలకు, భూ ఎగువ కక్ష్యలకు మధ్యస్తంగా ఉండే కక్ష్యలను మధ్యస్థ భూకక్ష్యలు ఉంటారు. ఇవి సాధారణంగా భూ ఉపరితలానికి 5000– 12000 కిలోమీటర్ల దూరంలో ఉంటాయి. ఈ ఉపగ్రహాల కక్ష్యావేగం సెకనుకు 5.9 కిలోమీటర్లు కాగా ఆవర్తన కాలం సుమారు 3 నుంచి 6 గంటలు.
భూ అనువర్తన కక్ష్యలు (జియో సింక్రోనస్ ఆర్బిట్), భూస్థిర కక్ష్యలు (జియో స్టేషనరీ ఆర్బిట్)
భూమధ్యరేఖకు కోణం చేస్తూ, దానికి ఎగువన 35,786 కిలోమీటర్ల దూరంలో ఉన్న వృత్తాకార కక్ష్యలను భూ అనువర్తన కక్ష్యలు అంటారు. భూమధ్య రేఖతో సున్నా డిగ్రీల కోణం చేస్తూ భూమధ్య రేఖకు దిగువన 35,786 కిలోమీటర్ల దూరంలో ఉన్న వృత్తాకార కక్ష్యలను భూస్థిర కక్ష్యలు అంటారు. ఈ కక్ష్యలోనికి ప్రయోగించిన ఉపగ్రహాలు భూభ్రమణ దిశలోనే భూమి చుట్టూ పరిభ్రమిస్తూ ఉంటాయి. అంతేకాకుండా భూమి తన చుట్టూ తాను తిరగడానికి 23 గంటల 56 నిమిషాల సమయం పడుతుండగా, ఈ ఉపగ్రహాలు భూమి చుట్టూ ఒకసారి పరిభ్రమించడానికి ఇంతే సమయం తీసుకుంటూ ఉండటం వల్ల ఈ కక్ష్యల్లోని ఉపగ్రహాలు ఒకేచోట స్థిరంగా ఉన్నట్లుగా కనిపిస్తాయి. ఈ కక్ష్యలోనికి ప్రధానంగా సమాచార ప్రసార ఉపగ్రహాలను, మార్గనిర్దేశక ఉపగ్రహాలను ప్రయోగిస్తారు.
బదిలీ కక్ష్యలు (ట్రాన్స్ఫర్ ఆర్బిట్), భూ అనువర్తన బదిలీ కక్ష్యలు (జియో సింక్రోనస్ ట్రాన్స్ఫర్ ఆర్బిట్స్)
భూమి నుంచి ఉపగ్రహాలను ప్రయోగ వాహక నౌకల్లో అంతరిక్షంలోకి ప్రయోగించే క్రమంలో ఉపగ్రహాలను ఎల్లప్పడూ వాటి తుది కక్ష్యలో నేరుగా ప్రవేశపెట్టరు. అందుకుబదులుగా ఉపగ్రహాలను వాటి నిర్ధారిత కక్ష్యల కంటే దిగువన ఉండే ఒక బదిలీ కక్ష్యలోనికి ప్రయోగిస్తారు. అక్కడి నుంచి వాటిలోని లిక్విడ్ అపోజీ మోటార్/ఎల్ఏఎం వంటి అంతర్నిర్మిత మోటార్లను మండించి ఉపగ్రహం లేదా అంతరిక్ష నౌక ఒక కక్ష్య నుంచి దానిపైనున్న మరో కక్ష్యలోనికి కదిలేలా చేస్తారు. ఈ విధంగా బదిలీ కక్ష్యల నుంచి వాటి నిర్దేశిత కక్ష్యకు పంపడాన్ని కక్ష్యా పెంపు చర్యలు అంటారు. భూస్థిర ఉపగ్రహాలను సైతం తొలుత దీర్ఘవృత్తాకార భూ అనువర్తన బదిలీ కక్ష్యలోకి ప్రయోగించి కక్ష్యా పెంపు చర్యల ద్వారా నిర్దేశిత వృత్తాకార భూస్థిర కక్ష్యలోకి చేర్చుతారు.
భూ ఎగువ కక్ష్యలు (హై ఎర్త్ ఆర్బిట్స్)
ఇవి భూస్థిర కక్ష్యల కంటే అధిక ఎత్తులో ఉంటాయి.
లాగ్రాంజ్ పాయింట్
అంతరిక్షంలో భూమి, సూర్యుడి గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాలను మిళితం చేసే చాలా ప్రత్యేకమైన క్షేత్ర బిందువులే లాగ్రాంజ్ పాయింట్స్. వీటి చుట్టూ ఉండే కక్ష్యలో పరిభ్రమించే అంతరిక్ష నౌకలు భూమితో పోలిస్తే స్థిరంగా ఉంటాయి.
భూమికి చాలా దూరంలో ఉన్న అంతరిక్షంలోని ఇతర ప్రదేశాలకు ఒక అంతరిక్ష నౌక ప్రయోగిస్తే అవి సహజంగా సూర్యుని చుట్టూ ఉండే కక్ష్యలోనికి వెళ్లిపోయి, ఆ అంతరిక్ష నౌక కొంత సేపటికి భూమికి దూరంగా ప్రయాణించడంతో దానితో కమ్యూనికేషన్ కష్టమవుతుంది.
కొన్ని ప్రత్యేక లక్ష్యాలతో ప్రయోగించే ఉపగ్రహాలను భూమికి చాలా దగ్గరగా ఉన్న ఎల్ఈవో లేదా జీఈవో వంటి సుదూర కక్ష్యలోనికి ప్రయోగించడం వల్ల వాటి ప్రయోగ కార్యకలాపాలకు విఘాతం కలుగుతుంది.
ఉదాహరణకు అంతరిక్ష పరిశోధన కోసం ప్రయోగించిన అబ్జర్వేటరీలు, టెలిస్కోప్లు భూకక్ష్యలోనికి ప్రయోగిస్తే అవి చిత్రీకరించే ఫొటోలు అస్పష్టంగా ఉంటాయి. ఎందుకంటే భూమి సహజంగా విడుదల చేసే దృశ్యకాంతి, పరారుణ వికిరణాలు సుదూర గెలాక్సీలను టెలిస్కోప్ చిత్రించకుండా నిరోధిస్తుంది. ఈ విధంగాప్రకాశించే భూమి పక్కన టెలిస్కోప్తో విశ్వాన్ని ఫొటో తీయడం, పగటిపూట భూమి నుంచి నక్షత్రాల చిత్రాలను తీయడానికి ప్రయత్నించినంత నిరాశాజనకంగా ఉంటుంది.
అత్యధికంగా ఉపయోగించే ఎల్ పాయింట్లు ఎల్1, ఎల్2. ఇవి 1.5 మిలియన్ కిలోమీటర్ల దూరంలో భూమికి, చంద్రుడికి మధ్యనున్న దూరానికి నాలుగు రెట్లు దూరంగా ఉన్నాయి. భూమికి చంద్రుడికి మధ్య దూరం 3,84,400 కి.మీ. కానీ అది సూర్యుని నుంచి భూమి దూరంలో 1 శాతం మాత్రమే.
