Un satelit artificial este o minunăție de tehnologie și inginerie. Aveți în vedere doar ceea ce oamenii de știință trebuie să înțeleagă pentru a face acest lucru: mai întâi, există gravitate, apoi o cunoaștere cuprinzătoare a fizicii și bineînțeles natura orbitelor. Deci, într-adevăr, întrebarea Cum rămân sateliții în orbită, este una multidisciplinară, care implică o mare cunoaștere tehnică și academică.
În primul rând, pentru a înțelege modul în care un satelit orbitează Pământul, este important să înțelegem ce presupune orbita. Johann Kepler a fost primul care a descris cu exactitate forma matematică a orbitelor planetelor. În timp ce orbitele planetelor despre Soare și Lună despre Pământ erau considerate a fi perfect circulare, Kepler s-a împiedicat de conceptul de orbite eliptice. Pentru ca un obiect să rămână pe orbită în jurul Pământului, acesta trebuie să aibă suficientă viteză pentru a-și trasa calea. Acest lucru este adevărat pentru un satelit natural, precum și unul artificial. De la descoperirea lui Kepler, oamenii de știință au putut de asemenea să deducă că cu cât un satelit este mai aproape de un obiect, cu atât este mai puternică forța atracției, deci trebuie să călătorească mai repede pentru a menține orbita.
Urmează o înțelegere a gravitației în sine. Toate obiectele posedă un câmp gravitațional, dar numai în cazul obiectelor deosebit de mari (adică planetele) se simte această forță. În cazul Pământului, atracția gravitațională este calculată la 9,8 m / s2. Totuși, acesta este un caz specific la suprafața planetei. Când se calculează obiecte pe orbită despre Pământ, se aplică formula v = (GM / R) 1/2, unde v este viteza satelitului, G este constanta gravitațională, M este masa planetei și R este distanța din centrul Pământului. Bazându-ne pe această formulă, putem vedea că viteza necesară pentru orbită este egală cu rădăcina pătrată a distanței de la obiect la centrul Pământului, ori accelerația datorată gravitației la acea distanță. Deci, dacă am vrea să punem un satelit într-o orbită circulară la 500 km deasupra suprafeței (ceea ce oamenii de știință ar numi OO Orbită Pământoasă LEO), ar avea nevoie de o viteză de (6,67 x 10-11 * 6,0 x 1024) / ( 6900000)) 1/2 sau 7615,77 m / s. Cu cât este mai mare altitudinea, cu atât este nevoie de viteză mai mică pentru a menține orbita.
Deci, într-adevăr, o capacitate a sateliților de a-și menține orbita se reduce la un echilibru între doi factori: viteza sa (sau viteza cu care ar călători în linie dreaptă) și tracțiunea gravitațională dintre satelit și planeta pe care o orbitează. Cu cât este mai mare orbita, cu atât este necesară o viteză mai mică. Cu cât este mai aproape de orbita, cu atât trebuie să se miște mai repede pentru a se asigura că nu se întoarce pe Pământ.
Am scris multe articole despre sateliți pentru Space Magazine. Iată un articol despre sateliții artificiali și iată un articol despre orbita geosincronă.
Dacă doriți mai multe informații despre sateliți, consultați aceste articole:
Obiecte orbitale
Lista sateliților din orbita geostationară
Am înregistrat, de asemenea, un episod din distribuția astronomică despre naveta spațială. Ascultă aici, episodul 127: Nava spațială americană.
surse:
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#
