Question

同步卫星为什么是在赤道上空而不是在赤道

Answer 1

地球同步卫星绕地轴做圆周运动所需的向心力只能由万有引力提供。如果该卫星不在赤道平面上，万有引力和赤道平面产生一个夹角，从而产生一个分力，使该卫星离开运行平面向赤道运动。所以卫星若发射在赤道平面的上方(或下方)某处，则卫星在绕地轴做圆周运动的同时，也向赤道平面运动，它的运动轨道就会不稳定，从而使卫星不能与地球同步。
所以要使卫星与地球同步运行,必须要求卫星的轨道与地球赤道共面。地球对卫星的万有引力全部用来提供卫星绕地轴做圆周运动所需要的向心力，此时卫星在该轨道上就能够以与地球相同的角速度绕地轴旋转，实现与地球的自转同步。