من المعروف أن الأقمار الصناعية تطلق لأغراض مختلفة، فمنها ماهو الأغراض المسح الفضائي بأنواعه المختلفة، ومنها ما هو لأغراض مراقبة الأحوال الجوية، ومنها ماهو الأغراض الاتصالات والبث التلفزيوني وغيرها. وتصمم مدارات الأقمار الصناعية بما يتناسب مع الغرض منها. وهذه التصاميم تتقرر بموجب السرعة المطلوبة للقمر الصناعي واتجاه حركته وذلك يتحدد بموجب المهمة المخصص لها. وعادة تكون مدارات الأقمار الصنعية السريعة واطئة جداً بينما تكون مدارات الأقمار البطيئة عالية ولكن من المؤكد أن الأقمار ذوات المدارات الواطئة تتعرض إلى اعاقة كبيرة من الغلاف الجوي مهما كان رقيقاً وبالتالي تسهم هذه الاعاقة في تقليص سرعة القمر الصنعي وبالتالي سقوطه. أي أن الأقمار ذوات المدارات الواطئة تكون ذات أعمار قصيرة. وهنالك نوعين أساسيين من المدارات هما:

• المدارات القطبية Polar Orbits

وهي التي تختص بها أقمار المسح الفضائي، وتكون مصممة بحيث يدور القمر الصناعي في مدار شبه دائري في مستوي يمر بالقطبين الشمالي والجنوبي بحيث يؤدي دوران القمر حول الأرض ودوران الأرض حول نفسها إلى مسح سطح الأرض خلال عدد من الدورات تعتمد على السرعة المدارية للقمر الصناعي ومدى حقل النظر Field of View ويمكن التحكم بالسرعة المدارية من خلال تحديد ارتفاع معين للقمر الصناعي، (أنظر الشكل(1) ، فإذا أريد للقمر أن يكون سريعاً تطلب ذلك أن يكون ارتفاعه واطئاً. أما إذا أريد أن يكون زمن المسح طويلاً أمكن وضع القمر الصناعي في مدار عال. لكن المدار الواطئ مشاكله فالقمر الصناعي الواطي سوف يعاني من تأثيرات الهواء عليه ،وهذه وإن كانت قليلة، إلا أنها ستؤثر كثيراً على مدار القمر وتجعله يتقلص سريعاً حتى يسقط القمر أرضاً.

الشكل (1) مدار قطبي

• المدارات الاستوائية

وهي التي تكون موازية لخط الاستواء السماوي وأهم هذه المدارات ما كان متزامناً أو ثابتاً.

المدارات الثابتة Geostationary Orbits

وتسمى أيضاً المدارات المتزامنة Geosynchronous Orbits، وهذه تختص بها أقمار الاتصالات والبث الفضائي حيث يُراد وضع القمر الصناعي ليكون سمت نقطة ثابتة على الأرض لا يبارحها. أي أن يمتلك سرعة دورانية مساوية السرعة دوران الأرض حول نفسها. ومن الواضح أن كل مدار متزامن يجب أن يكون استوائيا ولكن ليس كل مدار استوائي سيكون متزامناً بالضرورة.

الشكل (2) المدارات الاستوائية

ويمكن حساب ارتفاع المدار الثابت باستخدام قانون كبار الثالث كما يلي:

إذ يمكننا التعويض عن

كذلك

لتحصل بعد الحساب على

R + h = 42300Km

أي أن ارتفاع المدار الثابت هو بحدود 36300 كيلومتر.