Dirbtinis palydovas yra technologijos ir inžinerijos stebuklas. Tiesiog pagalvokite, ką mokslininkai turi suprasti, kad tai įvyktų: pirmiausia yra sunkumas, tada išsamios fizikos žinios ir, žinoma, pačių orbitų pobūdis. Taigi klausimas, kaip palydovai lieka orbitoje, yra daugiadalykis, apimantis daug techninių ir akademinių žinių.
Pirma, norint suprasti, kaip palydovas skrieja aplink Žemę, svarbu suprasti, ką reiškia orbita. Johanas Kepleris pirmasis tiksliai aprašė planetų orbitų matematinę formą. Nors buvo manoma, kad planetų orbitos apie Saulę ir Mėnulis apie Žemę yra idealiai apskritos, Kepleris suklupo elipsinių orbitų koncepciją. Kad objektas liktų orbitoje aplink Žemę, jis turi būti pakankamai greitas, kad galėtų nueiti savo kelią. Tai pasakytina ir apie natūralų palydovą, ir apie dirbtinį. Remdamiesi Keplerio atradimais, mokslininkai taip pat sugebėjo daryti išvadą, kad kuo arčiau palydovo yra objektas, tuo stipresnė yra traukos jėga, taigi, norint išlaikyti orbitą, jis turi keliauti greičiau.
Toliau ateina paties gravitacijos supratimas. Visi objektai turi gravitacinį lauką, tačiau ši jėga jaučiama tik ypač didelių objektų (t. Y. Planetų) atveju. Žemės atveju gravitacinis traukimas apskaičiuojamas iki 9,8 m / s2. Tačiau tai yra specifinis atvejis planetos paviršiuje. Skaičiuojant objektus, esančius orbitoje apie Žemę, taikoma formulė v = (GM / R) 1/2, kur v yra palydovo greitis, G yra gravitacinė konstanta, M yra planetos masė, o R yra atstumas nuo Žemės centro. Remdamiesi šia formule, mes matome, kad orbitai reikalingas greitis yra lygus atstumo nuo objekto iki Žemės centro kvadratinei šakniai, padaugintai iš pagreičio dėl gravitacijos tokiu atstumu. Taigi, jei norėtume pastatyti palydovą į žiedinę orbitą, esančią 500 km virš paviršiaus (tai, ką mokslininkai vadins žemos žemės orbitos LEO), jai reikės greičio ((6,67 x 10–11 * 6,0 x 1024) / ( 6900000)) 1/2 arba 7615,77 m / s. Kuo didesnis aukštis, tuo mažesnis greitis reikalingas orbitai palaikyti.
Taigi iš tikrųjų palydovo sugebėjimas išlaikyti savo orbitą yra pusiausvyra tarp dviejų veiksnių: jo greičio (arba greičio, kuriuo jis judėtų tiesia linija) ir gravitacinio traukos tarp palydovo ir planetos, kuria jis skrieja. Kuo didesnė orbita, tuo mažesnis greitis reikalingas. Kuo arčiau orbitos, tuo greičiau ji turi judėti, kad nekristų atgal į Žemę.
Parašėme daug straipsnių apie palydovus „Space Magazine“. Štai straipsnis apie dirbtinius palydovus ir straipsnis apie geosinchroninę orbitą.
Jei norite gauti daugiau informacijos apie palydovus, peržiūrėkite šiuos straipsnius:
Orbitaliniai objektai
Palydovų sąrašas geostacionarioje orbitoje
Mes taip pat įrašėme astronomijos aktorių epizodą apie kosminį šautuvą. Klausykite čia, 127 epizodas: JAV kosminis laivas.
Šaltiniai:
http://en.wikipedia.org/wiki/Satellite
http://science.howstuffworks.com/satellite6.htm
http://www.bu.edu/satellite/classroom/lesson05-2.html
http://library.thinkquest.org/C007258/Keep_Orbit.htm#
