Tại sao vệ tinh địa tĩnh có thể đứng yên?

Nếu đứng ở một nơi nào đó và ném một quả cầu theo phương nằm ngang, do lực hấp dẫn của Trái đất, quả cầu sẽ bay theo đường cong rồi nhanh chóng rơi xuống đất. Khi bắn viên đạn từ một khẩu súng, viên đạn cũng không thoát khỏi hiện tượng này, chỉ có điều so với quả cầu, viên đạn bay xa hơn. Hãy thử suy nghĩ về đường bay của viên đạn. Vì mặt đất có dạng hình cầu, nếu kéo dài ra xa thì mặt đất sẽ cong xuống. Do đó, nếu bắn một viên đạn với vận tốc rất lớn, nó sẽ bay xa hơn nhiều so với điều chúng ta tưởng tượng. Vì mọi người thường coi mặt đất là một mặt phẳng nằm ngang, nên nếu không có bầu không khí cản trở, viên đạn có khả năng chuyển động trên quỹ đạo như một vệ tinh nhân tạo. Muốn như vậy, vận tốc của viên đạn phải đạt tới 7,91 km/giây và bay một vòng quanh Trái đất hết 1 giờ 24 phút. Càng bay cao, lực hấp dẫn càng nhỏ, viên đạn bay càng nhẹ nhàng. Ví dụ, khi bay ở độ cao 500 km so với mặt đất, nó cần 1 giờ 35 phút để bay một vòng quanh Trái đất; nếu bay cao 3000 km thì cần 2 giờ 31 phút; còn ở độ cao 39.500 km, để bay một vòng quanh Trái đất phải cần tới 24 giờ.

Giả sử ta đứng dưới mặt đất nhìn lên một vệ tinh bay theo quỹ đạo tròn ở trên cao. Vì Trái đất tự quay một vòng hết 24 giờ, nên nếu vệ tinh cũng cần 24 giờ để bay hết một vòng quanh Trái đất, khi nhìn từ mặt đất, nó dường như đứng yên tại một chỗ. Thực ra, vệ tinh và mặt đất đang chuyển động đồng bộ với nhau. Vì vậy, vệ tinh địa tĩnh còn được gọi là vệ tinh đồng bộ.