कुठल्याही घटक-वस्तूचा एखाद्या बिंदूभोवती किंवा दुसऱ्या घटक-वस्तूभोवती फिरण्याचा मार्ग म्हणजे कक्षा. सूर्य (भासमान) आणि चंद्र तसेच धूमकेतू इत्यादींच्या कक्षांचे ज्ञान माणसाला आदिकालापासून प्राप्त झाले आहे. पुढे वैज्ञानिक प्रगती झाल्यानंतर पृथ्वीची सूर्याभोवती भ्रमण करण्याची कक्षा, चंद्राची पृथ्वीभोवती फिरत राहण्याची कक्षा किंवा सूर्यमालेतील अन्य ग्रहांच्या व त्या ग्रहांच्या उपग्रहांच्या कक्षा आणि धूमकेतूंच्या कक्षा यांचे अधिकाधिक अचूक ज्ञान झाले आहे. या अनुषंगाने विसाव्या शतकात कृत्रिम उपग्रह पृथ्वीच्या वातावरणात किंवा वातावरणाच्या बाहेर प्रक्षेपित करण्यात आले, तेव्हा उपग्रहांच्या अनुषंगाने कक्षांचाही अभ्यास झाला करण्यात आला. पृथ्वी केंद्र, पृथ्वीचे ध्रुव, वातावरणातील उंची, फिरण्याचा मार्ग, विषुववृत्तीय प्रतल आणि सूर्य इत्यादींच्या संदर्भाने उपग्रहांबाबत कक्षांचे विविध प्रकार विकसित झाले आहेत.
पृथ्वीला केंद्रबिंदू मानून म्हणजेच पृथ्वीभोवती वर्तुळाकार फिरण्याचा मार्ग भूकेंद्री (जिओसेंट्रिक) कक्षा म्हणून ओळखला जातो. या कक्षांचे उंचीनुसार तीन प्रकार खालीलप्रमाणे करण्यात आले आहेत.
(१) निम्नस्तरीय कक्षा : पृथ्वीच्या वातावरणात १६० ते २,००० किमी. उंचीदरम्यान असलेली कक्षा.
(२) मध्यमस्तरीय कक्षा : पृथ्वीच्या वातावरणात २,००० ते ३५,७८६ किमी. उंचीदरम्यान असलेली कक्षा.
पृथ्वीच्या पृष्ठापासून वातावरणात ३५,७८६ किमी. उंचीवरून उपग्रहांबरोबर पृथ्वीच्याच गतीने पृथ्वीभोवती फिरता येते.
३.उच्चस्तरीय कक्षा : पृथ्वीच्या वातावरणात ३५,७८६ किमी.पासून पुढील उंचीदरम्यान असलेली कक्षा.
पृथ्वीला केंद्रबिंदू मानून म्हणजेच पृथ्वीभोवती वर्तुळाकार फिरण्याची कक्षा दोन प्रकारांत केलेली आहे.
(१) विषुववृत्तीय कक्षा आणि (२) ध्रुवीय कक्षा ( पृथ्वीला समांतर आणि लंब दिशेत असलेल्या कक्षा).
भूस्थिर कक्षा : विषुववृत्तीय प्रतलाच्या संदर्भाने विषुववृत्तीय कक्षेत किंवा समांतर अवस्थेत पृथ्वीच्या फिरण्याबरोबरच उपग्रहाचीही असलेली फिरण्याची कक्षा भूस्थिर (जिओस्टेशनरी) कक्षा म्हणून संबोधिली जाते. विषुववृत्तीय कक्षेतील भूस्थिर कक्षेबाबत विषुववृत्तापासून उत्तर किंवा दक्षिण दिशेने सुमारे ६ अंशापर्यंत असलेली कक्षा भूस्थिर कक्षाच मानली जाते. भूस्थिर अशी संज्ञा देण्यामागील कारण म्हणजे पृथ्वीवरून पाहिले असता या कक्षेत फिरणारे उपग्रह स्थिर भासतात. मुख्यत्वे संदेशांच्या माध्यमातून दळणवळण साधणारे उपग्रह या कक्षेत असतात.
भूसमकालिक कक्षा : विषुववृत्तीय कक्षेत किंवा समांतर अवस्थेत नसलेला मात्र पृथ्वीच्या स्वत:भोवती फिरण्याच्या किंवा परिवलन वेळेशी (२३ तास५६ मिनिटे ४ सेकंद) सुसंगतपणा राखत पृथ्वीबरोबर फिरण्याचा मार्ग भूसमकालिक (जिओसिंक्रोनस) कक्षा म्हणून ओळखला जातो. भूसमकालिक कक्षेत उपग्रह पृथ्वीच्या वातावरणात पृष्ठापासून ३५,७८६ किमी. उंचीवर असतो. या कक्षा प्रकारात २०,२०० किमी. उंचीवरील कक्षेचे अर्धभूसमकालिक (सेमी जिओसिंक्रोनस) कक्षा म्हणून वर्गीकरण केले जाते.
भूसमकालिक कक्षा पृथ्वीच्या केंद्रबिंदूशी लंबवर्तुळाकार प्रकारातही असते. ही कक्षा लंबवर्तुळाकार असेल तर उपग्रहाच्या फिरण्याचा वेग बदलत असतो.
भूस्थिर आणि भूसमकालिक कक्षांमध्ये वेग वाढवून कार्य संपलेला किंवा निकामी उपग्रह पृथ्वीच्या फिरण्याच्या किंवा विरुद्ध दिशेने खास कक्षेत ठेवला जातो.
ध्रुवीय कक्षा : पृथ्वीच्या उत्तर आणि दक्षिण ध्रुवांच्या संदर्भाने दोन्ही ध्रुवांदरम्यान फिरण्याचा मार्ग असलेली कक्षा ध्रुवीय (पोलर) कक्षा म्हणून संबोधिली जाते. या कक्षेत मुख्यत्वे पृथ्वी निरीक्षण करणारे उपग्रह असतात. ध्रुवीय कक्षा प्रकारात प्रत्येक फेरीत उपग्रह नेहमी सूर्याच्या दिशेने राहील असा मार्ग सूर्यसमकालिक (सनसिंक्रोनस) कक्षा या नावाने ओळखला जातो. हवामानविषयक कार्य करणारे उपग्रह या कक्षेत असतात.
पुरोगामी व प्रतिगामी कक्षा : विषुववृत्तीय प्रतल तसेच पृथ्वीच्या फिरण्याच्या दिशेच्या संदर्भाने विषुववृत्तापासून ध्रुवीय दिशेने जेव्हा विषुववृत्तीय कक्षा बदलत जाते, तेव्हा त्या कक्षांचे वर्गीकरणही बदलते. यामध्ये कुठल्याही ध्रुवापासून विषुववृत्तापर्यंत असलेल्या ९० अंशापेक्षा कमी कोनात जर कक्षा असेल तर ती कक्षा पुरोगामी (प्रोग्रेड) म्हणून ओळखली जाते. तर याच कक्षेचा कोन त्याच ध्रुवापासून ९० अंशापेक्षा जास्त असेल तर ती कक्षा प्रतिगामी (रेट्रोग्रेड) म्हणून ओळखतात. मात्र प्रतिगामी कक्षेचा मार्ग पृथ्वीच्या फिरण्याच्या विरुद्ध दिशेच्या गतीत असतो.
लंबवर्तुळाकार (एलिप्टिकल) कक्षा: (विकेंद्री कक्षा).या प्रकारात उपग्रह एका ठराविक वेळी पृथ्वीजवळ येऊन दीर्घकाळ पृथ्वीपासून दूर गेलेला असतो. म्हणजेच पृथ्वी हे त्याचे केंद्र नसते. या कक्षा प्रकारात उपग्रह पृथ्वीपासून कमीत कमी १,००० किमी. ते जास्तीत जास्त ३५,७८६ किमी. अंतरावरून फेऱ्या मारतो आणि या मार्गाचे उच्च लंबवर्तुळाकार कक्षा म्हणून वर्गीकरण केले जाते.
लंबवर्तुळाकार कक्षेचे विषुववृत्तीय प्रतलाच्या कोनांच्या बदलांच्या तसेच भूकेंद्रिय कक्षा प्रकाराशी सांगड घालून आणखी उपप्रकार विकसित केले गेले आहेत. तसेच हा कक्षा प्रकार पृथ्वीबाह्य अवकाशात यान पाठविण्यासाठी मार्गक्रमणेचा मार्ग किंवा पृथ्वीबाह्य अवकाशातून यान पुन्हा पृथ्वीच्या वातावरणात आणण्यासाठी खास प्रकारे विकसित केला गेलेला आहे. याखेरीज भूस्थिर कक्षा प्रकारात १०० ते ३०० किमी. उंची दरम्यान निकामी झालेले उपग्रह सुरक्षितरीत्या आणून ठेवले जातात. ही कक्षा ग्रेव्हयार्ड या अर्थाने समाधी, कबर किंवा स्मशान, दफनभूमी कक्षा म्हणून संबोधिली जाते.
समीक्षक – बाळ फोंडके