Полярная орбита — орбита космического аппарата (спутника), имеющая наклонение к плоскости экватора в 90°. Полярные орбиты относятся к Кеплеровским орбитам. Трасса орбиты полярного спутника проходит над всеми широтами Земли, в отличие от спутников с наклонением орбиты меньше 90°.

Полярные орбиты могут быть синхронными и квазисинхронными.

Определение периода T для полярных синхронных орбит осуществляется при δ=0 по формуле: T=2πk / N_k·ω_З, где: T — период орбиты
π — число Пи
k — кратность орбиты^[1]
N_k — порядок орбиты космического аппарата^[2]
ω_З — угловая скорость вращения Земли
δ — угловое смещение трассы

Для орбит, период которых кратный суткам, формула расчёта будет такая: T=2π / n_с·ω_З, где n_с — это число суток.

Период T и высота круговых полярных синхронных орбит суточной кратности для некоторых n_с приведены в таблице. При этом h=r-R, где:

h — это высота орбиты в перигее
r — радиус круговой орбиты космического аппарата
R — средний радиус Земли

Период полярных квазисинхронных орбит при |δ|=d определяется по формуле: T=2πk-δ / N_k·ω_З.

А для орбит суточной кратности по формуле: T=2πk-δ / n_с·ω_З

Полярные орбиты в основном применяются для запуска на них спутников военного (разведывательные) и гражданского (научного, сельскохозяйственного) назначений, потому что космические аппараты на таких орбитах выполняют работы по дистанционному зондированию Земли и предназначены для получения информации о планете и припланетном атмосферном слое. Такие спутники при дистанционном зондировании из космоса используются для изучения и контроля природных ресурсов Земли, исследования динамики природных процессов и явлений, сбора информации о состоянии территорий на поверхности планеты и прочих задач.

Характер и продолжительность обзора исследуемых районов поверхности Земли для обеспечения их зондирования, а также трасса орбиты определяется параметрами орбит космических аппаратов. Такие параметры орбит, как период обращения космического аппарата, эксцентриситет, наклонение орбиты и другие, в большой степени определяют качество получаемой спутниками информации, оперативность её получения и передачу со спутника на наземные станции. Чем ниже высота полёта космического аппарата, тем выше качество получаемой им информации и меньше задержка во времени при передаче собранного материала на Землю. Высота полёта космических аппаратов с течением времени может изменяться по причине сопротивления атмосферы. Поэтому во время полёта спутников необходимо управление ими для поддержания основных параметров орбиты.

• Мантуров А.И. Механика управления движением космических аппаратов: Учебное пособие. — Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва, 2003. — С. 62. — ISBN 5-7883-0255-2.

Орбиты
Типы Основные Box-орбита Орбита захвата Круговая орбита Эллиптическая орбита / Высокая эллиптическая орбита Орбита ухода Орбита захоронения Гиперболическая траектория Наклонная орбита / Ненаклонная орбита Оскулирующая орбита Параболическая траектория Опорная орбита (в т.ч. низкая) Синхронная орбита (Полусинхронная Субсинхронная) Стационарная орбита Геоцентрические Геосинхронная орбита Геостационарная орбита Солнечно-синхронная орбита Низкая околоземная орбита Средняя околоземная орбита Высокая околоземная орбита Орбита «Молния» Околоэкваториальная орбита Орбита Луны Полярная орбита Орбита «Тундра» TLE Вокруг других небесных тел и точек Ареосинхронная орбита Ареостационарная орбита Гало-орбита Орбита Лиссажу Окололунная орбита Гелиоцентрическая орбита Солнечно-синхронная орбита
Параметры Классические ${\displaystyle i\,\!}$ Наклонение ${\displaystyle \Omega \,\!}$ Долгота восходящего узла ${\displaystyle e\,\!}$ Эксцентриситет ${\displaystyle \omega \,\!}$ Аргумент перицентра ${\displaystyle a\,\!}$ Большая полуось ${\displaystyle M_{o}\,\!}$ Средняя аномалия на эпоху Другие ${\displaystyle \nu \,\!}$ Истинная аномалия ${\displaystyle b\,\!}$ Малая полуось ${\displaystyle E\,\!}$ Эксцентрическая аномалия ${\displaystyle L\,\!}$ Средняя долгота ${\displaystyle l\,\!}$ Истинная долгота ${\displaystyle T\,\!}$ Период обращения
Орбитальные манёвры Биэллиптическая переходная орбита Запас характеристической скорости Геопереходная орбита Гравитационный манёвр Гравитационный поворот Гоманова орбита Низкозатратная переходная траектория Эффект Оберта Изменение наклонения орбиты Фазирование орбиты Стыковка Transposition, docking, and extraction Манёвр увода
Другие темы астродинамики Система небесных координат Экваториальная система координат Эпоха Эфемерида Законы Кеплера Гравитационная задача N тел Точки Лагранжа Пертурбация Межпланетная транспортная сеть Уравнение орбиты Апоцентр и перицентр Орбитальная скорость Гравитационный параметр Орбитальные векторы состояния Специальная орбитальная энергия Специальный относительный вращательный момент Прямое движение Ретроградное движение Трасса орбиты

Небесная механика
Законы и задачи Законы Ньютона Закон всемирного тяготения Законы Кеплера Задача двух тел Задача трёх тел Гравитационная задача N тел Задача Бертрана Уравнение Кеплера (также: функции Штумпфа) Небесная сфера Система небесных координат галактическая горизонтальная экваториальная эклиптическая Международная небесная система координат Сферическая система координат Ось мира Небесный экватор Прямое восхождение Склонение Эклиптика Равноденствие Солнцестояние Инвариантная плоскость Фундаментальная плоскость Параметры орбит Кеплеровы элементы орбиты эксцентриситет большая полуось средняя аномалия долгота восходящего узла аргумент перицентра Апоцентр и перицентр Орбитальная скорость Узел орбиты Эпоха Движение небесных тел Движение Солнца и планет по небесной сфере Эфемериды Конфигурации планет противостояние соединение квадратура элонгация парад планет Затмение солнечное затмение лунное затмение сарос Метонов цикл Покрытие Прохождение Кульминация Сидерический период Синодический период Период вращения Орбитальный резонанс Предварение равноденствий Сближение Либрация Сфера действия тяготения Эффект Козаи Эффект Ярковского Эффект Джанибекова
Астродинамика Космический полёт Космическая скорость первая (круговая) вторая (параболическая) третья четвёртая Формула Циолковского Гравитационный манёвр Гомановская траектория Метод оскулирующих элементов Приливное ускорение Изменение наклонения орбиты Межпланетная транспортная сеть Стыковка Точки Лагранжа Эффект «Пионера» Орбиты КА Геостационарная орбита Гелиоцентрическая орбита Геосинхронная орбита Геоцентрическая орбита Геопереходная орбита Низкая околоземная орбита Полярная орбита Орбита «Тундра» Солнечно-синхронная орбита Орбита «Молния» Оскулирующая орбита