Në çfarë lartësi satelitët fluturues, llogaritja orbitë, shpejtësia dhe drejtimi i lëvizjes

Ashtu si vendet e para në teatër lejojë vështrim të ndryshëm në përfaqësimin e orbitave të ndryshme të satelitëve të sigurojë perspektivë, secila prej të cilave ka qëllimin e vet. Disa duket të jenë të varur mbi pikë në sipërfaqe, ato ofrojnë një pasqyrë të vazhdueshme të njëra anë e Tokës, ndërsa sillen tjetri rreth planetit tonë, një spastrim ditë mbi vende të shumta.

llojet e orbita

Në çfarë lartësi fluturues satelitë? Ka 3 lloje të orbitave të tokës: të lartë, të mesëm dhe të ulët. Në largësinë më të lartë nga sipërfaqja në përgjithësi janë shumë moti dhe disa satelitët e komunikimit. Satelitët rrotullohen në orbitën mesme tokën përfshijnë navigacion dhe të veçanta projektuar për monitorimin e një rajon të veçantë. Më shkencore anijen, duke përfshirë edhe sistemin e monitorimit për flotën e sipërfaqes së Tokës NASA, është në një orbitë të ulët.

Marrë parasysh sa e lartë satelitët fluturues varet nga shpejtësia e lëvizjes së tyre. Si ju qasje graviteti Earth bëhet lëvizje e fortë, dhe më të shpejtë. Për shembull, NASA Aqua satelit merr rreth 99 minuta për të fluturuar rreth planetit në rreth 705 km, dhe njësia meteorologjike, në 35786 km të largët nga sipërfaqja, kjo do të kërkonte 23 orë, 56 minuta dhe 4 sekonda. Në një distancë prej 384,403 km nga qendra e Tokës Hëna kompleton një revolucion në 28 ditë.

paradoks aerodinamik

satelitore ndryshim lartësi gjithashtu modifikon atë në një shpejtësi orbitë. Këtu ka një paradoks. Nëse operatori satelitor dëshiron të rrisë shpejtësinë e tij, ai nuk mund vetëm të drejtuar motorët për përshpejtimin. Kjo do të rrisë orbitën (dhe lartësi), e cila do të çojë në një rënie në shpejtësi. Në vend të kësaj, ju duhet të drejtuar motorin në drejtim të kundërt të lëvizjes së satelitore, dmth. E. Për të kryer një veprim që do të ngadalësojë lëvizur automjetin në Tokë. Një veprim i tillë do të lëvizin atë më poshtë që do të rrisë shpejtësinë.

Features orbitat

Përveç kulmin, rruga e mocionit të satelitit karakterizohet nga sjellje e çuditshme dhe prirje. I pari ka të bëjë me formën e orbitës. Satellite lëviz ulëta sjellje e çuditshme përgjatë një trajektore të afërt me rrethore. Orbita ekscentrik është eliptike. Distanca nga anijen në Tokë varet nga pozicioni i saj.

Prirja - kënd e orbitës në lidhje me ekuator. Satelit, i cili është ndërruar direkt mbi ekuator, ka një pjerrësi zero. Nëse anijen kalon mbi veriun dhe polet e Jugut (gjeografike dhe jo magnetike), prirje e saj është 90 °.

Të gjithë së bashku - lartësia, sjellje e çuditshme dhe prirje - të përcaktojë lëvizjen e satelitit dhe si nga pika e tij e parë do të duket si në tokë.

lartë-Earth

Kur sateliti arrin saktësisht 42.164 km nga qendra e tokës (rreth 36 mijë veta. Km nga sipërfaqja), ajo hyn në zonën ku ajo plotëson orbitën rrotullimin e planetit. Si lëviz makinë në të njëjtën shpejtësi si Tokë, që është. Periudha E. saj e revolucionit është 24 orë, duket se ajo qëndron në vend të vetëm gjatësi, edhe pse ai mund të depozitim nga veriu në jug. Kjo orbitë të veçantë të lartë quhet geosynchronous.

Lëviz satelitore në një orbitë rrethore direkt mbi ekuator (sjellje e çuditshme dhe synimet e zero) dhe relative në Tokë qëndron ende. Ai është i vendosur gjithmonë mbi të njëjtën pikë në sipërfaqe të saj.

orbitë gjeostacionare jashtëzakonisht të vlefshme për monitorimin e motit, si satelitët e mbi të sigurojë pasqyrë të vazhdueshëm të njëjtën sipërfaqe. Çdo disa minuta, ndihmat meteorologjike, të tilla si shkon, japin informacion në lidhje me retë, avujt e ujit dhe erës, dhe rrjedha e vazhdueshme e informacionit është bazë për monitorimin dhe parashikimin e motit.

Përveç kësaj, pajisjet GEO mund të jenë të dobishme për komunikim (telefoni, televizioni, radio). NISET satelitë japin kërkimin e punës dhe fener shpëtimit, e përdorur për të ndihmuar në kërkimin e anijeve dhe avionëve në ankth.

Së fundi, shumë satelitë vysokoorbitalnyh tokë janë monitoruar aktivitetin diellor dhe monitoruar nivelet e fushave magnetike dhe rrezatimit.

Llogaritja e lartësisë së orbitë gjeostacionare

Sateliti operon centripetal force F _p = (M v ₁ ²⁾ / R dhe gravitetit force F _t = (GM ₁ M ₂₎ / ^R2. Që këto forca janë të barabartë, është e mundur të vë shenjën e barazimit anët e duhura dhe prerë ata në ₁ m masë. Rezultati është ekuacionin v ² = (GM ²⁾ / R. Kështu që shpejtësia v = ((GM ₂₎ / R) ^1/2

Që nga orbitë gjeostacionare është një gjatësi rreth i 2πr shpejtësia orbitale është v = 2πR / T.

Këtej, ^R3 = T ² GM / (4π ^2).

Që kur T = 8,64x10 ^4, G = 6,673x10 ^-11 Nm ² / kg ^2, m = 5,98x10 ²⁴ kg, atëherë R = 4,23x10 ⁷ m zbritur nga R. rreze Tokës, të barabartë 6,38x10 ⁶ m, është e mundur të dini satelitë në lartësi të fluturojnë varur në një pikë të sipërfaqes - 3,59x10 ⁷ m.

Lagrange pikë

orbitat e tjera të mëdha janë pika Lagrange, ku forca e gravitetit të Tokës është kompensuar nga graviteti i Diellit. E gjithë kjo nuk është, të tërhequr në mënyrë të barabartë të këtyre trupave qiellorë dhe rrotullohet me planetin tonë rreth yllit.

Nga pesë pikat e Lagranzhit në sistemin e Sun-Tokë, vetëm dy të fundit, të quajtur L5 dhe L4, janë të qëndrueshme. Në pjesën tjetër të satelitit është si një top balancuar në majë të një kodre të pjerrët: ndonjë shqetësim të vogël do ta shtyjnë atë. Që të mbetet në një gjendje të ekuilibruar, anijen ka nevojë për rregullim të vazhdueshëm. Në dy pikat e fundit të satelitëve Lagranzhit krahasoi me një top në top: edhe pas një shqetësim të fortë, ata do të kthehen.

L1 është e vendosur në mes të Tokës dhe Diellit, lejon satelitët që janë në të, që të ketë një pasqyrë të vazhdueshme të yllit tonë. Observatori SOHO diellore, NASA satelitor, Agjencia Hapësinore Evropiane për të gjetur diellin nga pika e parë Lagranzhit 1.5 milionë kilometra nga Toka.

L2 është e vendosur në të njëjtën distancë nga toka, por është pas saj. Satellites në këtë vend kërkon vetëm një mburojë ngrohjes për të mbrojtur nga drita e diellit dhe ngrohjes. Ky është një vend i mirë për teleskopët hapësirë, të përdorura për të studiuar natyrën e Universit nëpërmjet vëzhgimeve të rrezatimit të sfondit mikrovalë.

Një pikë e tretë Lagranzhit të vendosura në frontin e Tokës në anën tjetër të diellit, në mënyrë që drita është gjithmonë mes tij dhe planetit tonë. Sateliti në këtë pozicion nuk do të jetë në gjendje të komunikojnë me Tokën.

Jashtëzakonisht të qëndrueshme Pika e katërt dhe të pestë Lagranzhit në rrugën orbitale të planetit në 60 ° përpara dhe prapa Tokë.

orbitën e Tokës Medium

Duke qenë më afër Tokës, satelitë të veprojnë më shpejt. Ka dy orbitë medium-Earth: gjysmë-sinkron, dhe "Rrufeja".

Në çfarë lartësi fluturues satelitë në orbitë një gjysmë-sinkron? Kjo është pothuajse rrethore (sjellje e çuditshme të ulët) dhe të hiqen në një distancë 26560 km nga qendra e tokës (rreth 20200 km mbi sipërfaqen). Satellite në këtë lartësi bën një rrotullim të plotë çdo 12 orë. Të paktën lëvizjet e tij Toka rrotullohet nën. Për 24 orë dhe ajo kryqëzon dy pika identike në ekuator. Kjo orbitë është në përputhje dhe shumë të parashikueshme. Sistemi përdor pozicionimit global GPS.

Orbit "Lightning" (pjerrësimit 63,4 °) është përdorur për të vëzhguar në latitudes të lartë. Satelitet gjeostacionare janë bashkangjitur ekuatorit, kështu që ata nuk janë të përshtatshme për të distancave të gjata rajonet veriore apo jugore. Kjo orbitë është mjaft i çuditshëm: anijen lëviz së bashku një elipsi zgjatur me Tokën, të vendosura në afërsi të një buzë. Që nga sateliti është përshpejtuar nga graviteti, ajo lëviz shumë shpejt, kur ai është i afërt me planetin tonë. Kur ju fshini shpejtësia ngadalësohet, kështu që ai shpenzon shumë kohë në krye të orbitë në largësinë nga skaji i tokës, distanca të cilën mund të arrijë 40 mijë. Km. Periudha e syrit është 12 orë, por rreth dy të tretat e kohës satelit shpenzon mbi një hemisferë. Si gjysmë-sinkron satelitor orbita kalon nëpër të njëjtën rrugë çdo 24 orë. Ajo është përdorur për komunikim në veri apo jug.

ulët Earth

Shumica satelitët shkencore, shumë meteorologjike dhe hapësirë stacion janë në afër-rrethore ulët orbitën e Tokës. Shpat tyre varet monitorimin çfarë ata po bëjnë. TRMM ishte nisur për monitorimin shi tropikale, kështu që ka një prirje relativisht të ulët (35 °), duke mbetur pranë ekuatorit.

Shumë vëzhgime nga satelitët e NASA-s kanë gati polare vysokonaklonnuyu orbitë. Anijen lëviz rreth tokës nga poli në pol me një periudhë prej 99 min. Gjysma e kohës që kalon mbi anën e ditës të planetit, dhe kthehet në natën në shtyllë.

Si lëvizje e satelitore Toka rrotullohet nën të. Nga koha njësia hyn në pjesën e ndriçuar, ajo është në një zonë në afërsi të zonës së kalimit të orbitës së saj të fundit. Gjatë periudhës 24-orëshe e satelitëve polare të mbulojë pjesën më të madhe të Tokës dy herë, një herë gjatë ditës dhe një herë gjatë natës.

Sun-sinkron orbita

Ashtu si satelitët geosynchronous duhet të jetë mbi ekuator, duke i lejuar ata që të mbetet në një pikë, polar-orbital kanë aftësinë për të qëndruar në të njëjtën kohë. Orbit tyre është sun-sinkron - në kryqëzimin e ekuatorit anijen kohës diellore lokale është gjithmonë e njëjtë. Për shembull, Terra satelit kalon mbi Brazili gjithmonë në 10:30. kryqëzimin e ardhshëm pas 99 min se Ekuadori ose Kolumbi gjithashtu ndodh në 10:30 sipas kohës lokale.

orbitë Sun-sinkron është i nevojshëm për shkencën, si ajo lejon për të ruajtur kendin e diellit bie mbi sipërfaqen e Tokës, edhe pse ajo do të ndryshojnë në varësi të sezonit. Kjo qëndrueshmëri do të thotë se shkencëtarët mund të krahasohet për disa vjet, pa pasur nevojë të shqetësuar në lidhje me hedhje shumë të mëdha në mbulimin imazhe një herë, prej viteve planetit, i cili mund të krijojë iluzionin e ndryshimit. Pa orbitës dielli-sinkron do të ishte e vështirë të mbajnë gjurmët e tyre me kalimin e kohës, dhe për të mbledhur informacionin e nevojshëm për studimin e ndryshimit të klimës.

Rruga e satelitit është shumë e kufizuar. Në qoftë se ajo është në një lartësi prej 100 km, orbita duhet të ketë një pjerrësi prej 96 °. Çdo devijim është e papranueshme. Që nga rezistenca e atmosferës dhe forcës tërheqëse të Diellit dhe orbitë ndryshim aparatin e Hënës, ajo duhet të rregullohen rregullisht.

Vënë në orbitë: Launch

Nisja kërkon energji, shuma e të cilave varet nga vendndodhja e bllok të fillojë, lartësinë dhe shpatin e ardhshëm trajektoren e lëvizjes së saj. Për të arritur orbitën e largët, është e nevojshme që të shpenzoj shumë energji. Satellites me pjerrësi të konsiderueshme (p.sh., polar) është më e konsumon energji se ato sillen mbi ekuator. Vënë në orbitë me një prirje të ulët për të ndihmuar rrotullimin e Tokës. Stacioni Ndërkombëtar Space është duke lëvizur në një kënd 51,6397 °. Kjo është e nevojshme për të siguruar që anije kozmike dhe raketat ruse ishin të lehtë për të marrë të saj. Lartësia e ISS - 337-430 km. satelitët polare, në anën tjetër, me anë të pulsin e Tokës nuk do të marrë, kështu që ata kërkojnë më shumë energji të rritet të njëjtën distancë.

rregullim

Pas nisjes së satelitit është e nevojshme për të bërë përpjekje për të mbajtur atë në një orbitë të caktuar. Që nga Toka nuk është një sferë e përkryer, graviteti i saj është më i fortë në disa vende. Kjo pabarazi, përveç tërheqjen e diellit, hënës dhe Jupiterit (planeti më masiv i Sistemit Diellor), ndryshon prirjen e orbitës. Gjatë pozita e tij jetës NISET satelitët korrigjohet tre ose katër herë. pajisje LEO NASA duhet të rregullojë anim e saj çdo vit.

Përveç kësaj, afër-Toka satelitët ndikon në atmosferë. Shtresat më të larta, edhe pse mjaft të rrallë, kanë një rezistencë të fortë të mjaftueshme për të nxjerrë ato më afër Tokës. Efekti i gravitetit çon në një përshpejtim të satelitëve. Me kalimin e kohës, ata janë djegur në një spirale fundosje më të ulët dhe më të shpejtë në atmosferë, ose bien përsëri në Tokë.

rezistenca e ajrit është më e fortë kur dielli është aktive. Ashtu si ajri në tullumbace zgjeron dhe rritet kur të nxehtë, zgjeron dhe rritet atmosferë, kur dielli i jep energji shtesë. Rrallë shtresa atmosferike ngjitet dhe të marrë vendin e dendur e tyre. Prandaj, satellites orbital tokë duhet të ndryshojë pozicionin e saj në lidhje me katër herë në vit për të kompensuar zvarrit atmosferik. Kur aktiviteti diellor maksimale, pozita e pajisjes duhet për të rregulluar çdo 2-3 javë.

mbeturinat hapësirë

Arsyeja e tretë, duke e detyruar më në orbitë - mbeturinat hapësirë. Një nga komunikimet satelitore Iridium u përplas me një anije kozmike jo-funksional rus. Ata e thyen up, duke krijuar një re mbeturinat të përbërë nga më shumë se 2,500 pjesë. Çdo artikull është shtuar në bazën e të dhënave, e cila tani përfshin më shumë se 18.000 objekte të origjinës antropogjene.

NASA kujdes monitoron çdo gjë që mund të marrë në rrugën e satelitëve, dmth. A. Për shkak të mbeturinave në mënyrë të përsëritur kanë pasur për të ndryshuar orbitë.

Inxhinierë Center Misioni Kontrollit të monitoruar gjendjen e satelitët dhe hapësirë mbeturinat e, e cila mund të ndërhyjë me lëvizjen dhe siç kërkohet me kujdes planin manovrat paqartë. Planet njëjtin ekip dhe kryen manovra për të rregulluar shpejtësinë dhe lartësinë e satelitit.