¿Qué es una órbita geoestacionaria y por qué está a 35.786 km?

Robert Frost dio la respuesta científica perfecta, pero como su pregunta pregunta cuál es su significado desde el punto de vista de un laico, responderé en términos simples:

35,786 km es esa distancia “perfecta” para colocar un satélite donde el tiempo que tarda en completar una órbita alrededor de la Tierra es exactamente igual a un día en la Tierra, por lo que para una persona parada en la superficie de la Tierra mirando ese satélite, parece que el satélite no se mueve en absoluto, es decir, es geoestacionario.

Es importante que, dado que ahora el satélite siempre parece estar en el mismo punto en el cielo, puede apuntar una antena fija hacia él y estar en su rango de recepción durante todo el día. Esto forma la base de la operación de cable satelital o servicio de internet como dishTV o DirecTV entre muchos otros usos.

Parte de la pregunta aún no se ha abordado: ¿por qué solo hay una órbita geoestacionaria? ¿No funcionarían otros con el mismo radio?

La respuesta a esa parte es: no, solo hay una, y he aquí por qué.

El plano de una órbita siempre pasa por el centro de gravedad de la Tierra. Esto todavía nos da muchas órbitas circulares con el período de 1 día dado. Pero aquí está el truco: si su plano orbital no coincide con el plano ecuatorial, el satélite seguirá deambulando como se ve desde la Tierra.

Solo hay una órbita circular con un período de 1 día [*] en el plano ecuatorial, y se llama órbita geoestacionaria.

[*]: coincidencia del sentido de rotación de la Tierra

Una órbita geoestacionaria es en realidad un caso especial de órbita geosíncrona. La velocidad del satélite en esta órbita se debe a la fuerza gravitacional de la tierra. ¡Otros han explicado claramente en detalle por qué la altura es 35786!

En cuanto a qué es la órbita geoestacionaria y cuál es la diferencia entre la órbita geosíncrona, el siguiente video los explica. También explica cuándo se prefiere cada una de estas órbitas:

En el caso de círculos concéntricos, a medida que aumenta el radio, la velocidad tangencial aumenta linealmente con el radio (w * r). En el caso de cuerpos celestes, V (tangencial) = sqrt (GM / r). Estos dos coinciden solo con un valor particular de r. Esto le da al período orbital el mismo que el de la rotación de la Tierra.