Искусственные спутники запускаются на орбиты с разным эксцентриситетом . Скорость, с которой они движутся, зависит от положения на траектории . На больших расстояниях от Земли скорость вращения v k меньше 7,9 км / с. На рисунке показаны несколько форм спутниковых орбит, проходящих через точку, находящуюся на некоторой высоте от поверхности Земли. Ближайшая к Земле точка на этом пути называется перигеем , а точка наибольшего расстояния называется апогеем . Путь C представляет собой круг, и спутник движется с постоянной скоростью со скоростью вращения для этого расстояния. Путь D эллиптический. По мере приближения к перигею спутник достигает максимальной скорости, превышающей скорость вращения в этой точке; если бы она была равна скорости вращения, спутник двигался бы по кругу. Эллиптическая траектория D имеет искусственный спутник, который движется со скоростью выше скорости вращения и ниже скорости высвобождения.
В некоторых отношениях движение искусственных спутников отличается от движения естественных спутников. Самая большая разница в том, что масса искусственных спутников ничтожно мала по сравнению с массой Земли. Помимо Земли, на орбиту спутников влияют и Луна, и Солнце . Поэтому спутник движется в сложном гравитационном поле.
Сама Земля не имеет простого гравитационного поля, которое имеет точечная масса, потому что она сплющена на полюсах, то есть выпуклая на экваторе, и, кроме того, внутри и без того сложной формы материя распределена неравномерно. Массы по-разному распределены в море и на суше . Слои почвы под океаном имеют более высокую плотность, меньшие слои ниже материка. Орбита спутника постоянно нарушается, элементы орбиты спутника постоянно меняются, и эти возмущения можно использовать для оценки формы Земли и распределения масс. Данные, полученные после анализа движения спутников, дополняют данные, полученные прямым геодезическим измерением земли и гравиметрическими измерениями (измерения ускорения силы тяжести ).
Еще одна причина, которая приводит к постоянному изменению траектории искусственного спутника Земли, — сопротивление атмосферы Земли . Атмосфера тоже существует на очень больших высотах, хотя и редко, поэтому ее влияние чувствуется через некоторое время. Понятно, что удар сильнее в нижних частях орбиты, пока спутник находится близко к перигею. Спутник теряет энергию, апогей приближается к Земле и орбита округляется. Эллипс переходит в круг, а вся траектория уменьшается и приближается к Земле. Спутник опускается глубже и по спирали попадает в более плотные части атмосферы, где он горит, а иногда часть его достигает земли.
