Чому для того, щоб передати, наприклад, телевізійний сигнал, з Нью-Йорка до Москви, потрібно запускати далеко в космос якийсь апарат? Відповісти на це питання дуже простий: Земля має форму кулі. Радіохвилі, на яких у вигляді електромагнітних коливань передається звук, зображення і навіть комп'ютерні дані, поширюються по прямій лінії. Вони не можуть огинати Землю і не можуть проходити крізь її товщу. З якої б точки Землі ми не відправили в шлях радіохвилі, вони неминуче підуть геть від нашої планети, в космос. Правда, частина радіохвиль як від дзеркала відбивається від іоносфери - особливого шару, що оточує Землю. Відбивається - і знову потрапляє на поверхню планети, за багато сотень і тисячі кілометрів від передавача. На цьому явищі заснована далека радіозв'язок. Саме тому за допомогою звичайного приймача ми можемо чути радіопередачі з Америки або Китаю.
Але ось біда - за допомогою таких хвиль (їх називають короткими, середніми і довгими) не можна передати ні телевізійне зображення, ні якісний звук, ні великий обсяг даних. Для передачі телевізійного сигналу або якісної музики потрібні особливі радіохвилі з високою частотою коливань. Їх називають ультракороткими. Ультракороткі хвилі від іоносфери не відбиваються і безперешкодно йдуть в космічний простір. Як же зробити так, щоб телевізійне зображення на ультракоротких хвилях можна було передати на далеку відстань? Правильно! Потрібно зловити хвилі в космосі і перенаправити їх назад на Землю. Туди, де знаходиться приймач. Ось для цього і існують супутники зв'язку. Якщо говорити спрощено - супутник зв'язку - знаходяться у цій космосі дзеркало для радіохвиль. Супутник висить так високо, що для нього міста розташовані далеко один від одного, наприклад, Лондон і Стамбул "видно" як на долоні. До обом містам від супутника можуть вільно йти радіохвилі, не зустрічаючи ніяких перешкод. І до супутника з цих столиць (та й з безлічі інших місць на Землі) хвилі йдуть також вільно. Супутник допомагає радіосигналу "перпригнуть" через кривизну земної кулі.
У чомусь супутник зв'язку схожий з високими телевізійними вежами. Адже чим вище вежа, тим далі може передаватися радіосигнал. Якщо вершина телевежі знаходиться в межах прямої видимості, ти можеш приймати з неї на свій телевізор телепередачі. Але варто від'їхати далі - вежа сховається за горизонтом (тобто за вигином Землі) Тепер радіохвилі до твого телевізора не дійдуть. Супутник знаходиться на десятки тисяч кілометрів вище, ніж найвища вежа. Тому він одночасно може передавати свої хвилі на більшу частину земної кулі.
Однак у супутника і вежі є істотна відмінність. Якщо телевізійна вишка коштує на одному місці, то супутник повинен летіти з величезною швидкістю (більше 8 кілометрів на секунду!) Навколо Землі. Інакше він просто впаде. Такі закони фізики. Як же зробити так, щоб він, подібно вершині телевежі, завжди знаходився в одній точці? Супутники, які спостерігають за земною поверхнею, або орбітальні космічні кораблі літають не дуже високо - приблизно на висоті 200 - 300 кілометрів. У гарну ясну ніч їх навіть можна побачити із Землі. Ось яскрава точка здалася над горизонтом, пролетіла по небу і через якісь хвилини знову зникла за горизонтом. І хоча точка на Землі, в якій стоїть спостерігач, так само як і супутник обертаються навколо земної осі, космічний апарат обганяє земну поверхню. Він летить швидше, ніж обертається Земля.
Щоб супутник перебував в небі постійно в одній і тій же точці, його потрібно запустити на дуже велику висоту. Тоді орбіта - шлях, який він буде описувати навколо нашої планети, виявиться дуже довгим. Час обертання супутника і час звернення будь-якої точки на земній поверхні навколо осі планети стануть однаковими. Говорячи науковою мовою, у супутника і поверхні планети зрівняється кутова швидкість.
Зрозуміти це можна на дуже простому прикладі. Якщо на обертовому колесі закріпити, ну наприклад, два пластилінових кульки - один на зовнішній стороні колеса, інший на внутрішній, ближче до осі, то можна помітити, що кулька у обода мчить з великою швидкістю, а той, що у центру - ледве рухається. Однак відносно один одного вони нерухомі і знаходяться на одній і тій же лінії. Кутова швидкість у них однакова. Кулька у осі - це поверхня Землі. Кулька на зовнішній стороні колеса - супутник зв'язку, що обертається по орбіті.
Орбіта, що дозволяє супутнику як би нерухомо висіти над поверхнею Землі, називається геостаціонарній. Вона має форму кола і проходить приблизно над земним екватором - лінією, що відокремлює Північну півкулю від Південного. Саме з такого супутника, що знаходиться за 35 - 40 тисяч кілометрів ми приймаємо телепрограми на "антени", якими мало-помалу стали обростати будинку в нашій країні.