Os satélites de órbita polar passam pelos polos ou perto deles. Os períodos de suas órbitas são de uma a duas horas. Os satélites meteorológicos mais conhecidos no Brasil são os da série NOAA (National Oceanic and Atmosphere Administration, dos Estados Unidos).
Este satélite é heliossíncrono. Ele gira numa órbita que permanece sempre no mesmo plano, enquanto a Terra gira a razão de 15 graus por hora. Entre duas passagens do satélite pelo equador (a cada 101 minutos), o satélite passa por novas regiões, sobre as quais o sol está aproximadamente na mesma posição (na mesma hora solar) que na passagem anterior. Esta característica permite que ele observe a Terra em pontos que têm o mesmo tipo de iluminação. Cada satélite passa pelo mesmo local uma vez a cada 12 horas (uma de dia, outra de noite). Com dois satélites pode-se obter informações quatro vezes por dia.
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