Pada apa yang ketinggian satelit terbang, pengiraan orbit, kelajuan dan arah pergerakan

Sama seperti kerusi dalam teater membolehkan wajah yang berbeza di perwakilan pelbagai orbit satelit menyediakan perspektif, setiap yang mempunyai maksud yang tersendiri. Beberapa tampaknya bergantung di atas titik pada permukaan, mereka memberikan gambaran berterusan sebelah Bumi, manakala yang lain mengelilingi planet kita, satu hari menyapu ke atas pelbagai lokasi.

jenis orbit

Pada apa yang ketinggian terbang satelit? Terdapat 3 jenis orbit bumi: tinggi, sederhana dan rendah. Pada jauh tinggi dari permukaan secara umumnya banyak cuaca dan beberapa satelit komunikasi. Satelit mengorbit orbit bumi sederhana termasuk navigasi dan khas yang direka untuk memantau kawasan tertentu. Paling saintifik kapal angkasa, termasuk sistem pemantauan untuk armada permukaan NASA Earth, adalah dalam orbit yang rendah.

Kira berapa satelit terbang tinggi bergantung kepada kelajuan pergerakan mereka. Apabila anda mendekati graviti Bumi menjadi pergerakan lebih kuat, dan lebih cepat. Sebagai contoh, NASA Aqua satelit mengambil kira-kira 99 minit untuk terbang di seluruh planet ini pada kira-kira 705 km, dan unit meteorologi, untuk yang jauh 35.786 km dari permukaan, ia akan memerlukan 23 jam, 56 minit dan 4 saat. Pada jarak 384.403 km dari pusat Bumi Bulan melengkapkan satu putaran dalam 28 hari.

paradoks aerodinamik

perubahan ketinggian satelit juga mengubah dalam kelajuan orbit. Di sini ada paradoks. Jika pengendali satelit mahu meningkatkan kelajuan, dia tidak boleh lari enjin untuk pecutan. Ini akan meningkatkan orbit (dan tinggi), yang akan membawa kepada penurunan dalam kelajuan. Sebaliknya, anda perlu menjalankan enjin ke arah yang bertentangan dengan pergerakan satelit, iaitu. E. Untuk melaksanakan tindakan yang akan memperlahankan kenderaan bergerak di Bumi. Tindakan ini akan bergerak di bawah yang akan meningkatkan kelajuan.

ciri-ciri orbit

Selain ketinggian, jalan gerakan satelit dicirikan oleh kesipian dan kecenderungan. Yang pertama berkaitan dengan bentuk orbit. Satelit kesipian bergerak rendah sepanjang trajektori yang rapat dengan bulat. Orbit aneh adalah elips. Jarak dari kapal angkasa ke Bumi bergantung kepada kedudukannya.

Kecenderungan - sudut orbit berkenaan dengan khatulistiwa. Satelit, yang diputar terus di atas khatulistiwa, mempunyai kecerunan sifar. Jika kapal angkasa melewati utara dan kutub selatan (geografi dan tidak magnet), kecenderungan adalah 90 °.

Semua bersama - ketinggian, kesipian dan kecenderungan - menentukan pergerakan satelit dan sebagainya dari pandangan beliau akan kelihatan seperti bumi.

tinggi Earth

Apabila satelit mencapai tepat 42164 km dari pusat bumi (kira-kira 36 ribu. Km dari permukaan), ia memasuki zon di mana ia memenuhi orbit putaran planet ini. Sebagai bergerak mesin pada kelajuan yang sama seperti Bumi, iaitu. Tempoh E. Its revolusi adalah 24 jam, ia seolah-olah bahawa ia berada di tempat pada hanya longitud, walaupun ia mungkin hanyut dari utara ke selatan. Ini orbit tinggi khas dipanggil geosynchronous.

Bergerak satelit di orbit bulatan secara langsung di atas khatulistiwa (kesipian dan kecondongan sifar) dan relatif kepada Bumi berdiri masih. Dia sentiasa terletak di atas titik yang sama pada permukaannya.

orbit geopegun yang sangat berharga untuk memantau cuaca, satelit atasnya memberikan gambaran keseluruhan berterusan kawasan permukaan yang sama. Setiap beberapa minit, alat bantuan meteorologi, seperti pepatah, memberikan maklumat tentang awan, wap air dan angin, dan aliran berterusan maklumat asas bagi pemantauan dan ramalan cuaca.

Di samping itu, peranti GEO mungkin berguna untuk komunikasi (telefon, televisyen, radio). DIBELANJAKAN satelit menyediakan pencarian kerja dan menyelamat beacon, digunakan untuk membantu dalam mencari kapal dan kapal terbang dalam kesusahan.

Akhirnya, ramai satelit Earth vysokoorbitalnyh sedang memantau aktiviti solar dan memantau tahap medan magnet dan radiasi.

Pengiraan ketinggian orbit geopegun

satelit beroperasi memusat daya F _p = (M v ₁ ²⁾ / R dan daya graviti F _t = (GM ₁ M ₂₎ / R ^2. Sejak kuasa-kuasa ini adalah sama, ia adalah mungkin untuk menyamakan pihak yang betul dan memotong mereka ke dalam ₁ M massa. Hasilnya ialah persamaan v ² = (GM ²⁾ / R. Oleh itu halaju v = ((GM ₂₎ / R) ^1/2

Sejak orbit geopegun ialah panjang bulatan 2πr halaju orbit v = 2πR / T.

Oleh itu, R ³ = T ² GM / (4π ^2).

Sejak T = 8,64x10 ^4, G = 6,673x10 ^-11 Nm ² / kg ^2, M = 5,98x10 ²⁴ kg, maka R = 4,23x10 ⁷ m menolak daripada R. Earth radius, sama 6,38x10 ⁶ m, ia adalah mungkin untuk mengetahui satelit ketinggian Penerbangan ke tergantung di satu titik permukaan - 3,59x10 ⁷ m.

titik Lagrange

Lain orbit Great adalah titik Lagrange, di mana kuasa graviti Bumi adalah diimbangi oleh graviti Matahari. Apa yang ada, sama-sama tertarik kepada segenap tentara langit dan berputar dengan planet kami di seluruh bintang.

Daripada lima mata Lagrangian dalam sistem Matahari-Bumi, hanya dua yang lalu, dipanggil L5 dan L4, adalah stabil. Di seluruh satelit adalah seperti bola seimbang di atas bukit yang curam: mana-mana usikan sedikit akan menolaknya. Untuk kekal dalam keadaan seimbang, kapal angkasa itu memerlukan pelarasan yang berterusan. Dalam kedua-dua mata terakhir satelit Lagrange disamakan dengan bola dalam bola: walaupun selepas gangguan yang kuat, mereka akan kembali.

L1 terletak di antara Bumi dan Matahari, membolehkan satelit yang berada di dalamnya, untuk mempunyai gambaran berterusan bintang kami. Balai cerap solar SOHO, satelit NASA, Agensi Angkasa Eropah untuk mengesan matahari dari titik Lagrange pertama 1.5 juta kilometer dari Bumi.

L2 terletak pada jarak yang sama dari Bumi, tetapi di belakangnya. Satelit di lokasi ini memerlukan hanya satu perisai haba untuk melindungi daripada cahaya matahari dan haba. Ini adalah tempat yang baik untuk teleskop ruang, digunakan untuk mengkaji sifat Universe melalui pemerhatian sinaran latar belakang gelombang mikro.

Satu titik Lagrangian ketiga yang terletak di depan Bumi di sisi lain matahari, supaya cahaya sentiasa antara beliau dan planet kita. Satelit dalam kedudukan ini tidak akan dapat berkomunikasi dengan bumi.

Sangat stabil titik Lagrange keempat dan kelima dalam laluan orbit planet dalam 60 ° ke depan dan belakang Bumi.

Sederhana orbit bumi

Sebagai dekat dengan Bumi, satelit bergerak lebih pantas. Terdapat dua sederhana Earth orbit: semi-segerak, dan "Lightning."

Pada apa yang ketinggian terbang satelit di orbit separuh segerak? Ia adalah hampir bulat (kesipian rendah) dan dipindahkan ke suatu jarak 26.560 km dari pusat bumi (kira-kira 20.200 km di atas permukaan). Satelit pada ketinggian ini membuat putaran yang lengkap setiap 12 jam. Sekurang-kurangnya pergerakan Bumi berputar di bawahnya. Selama 24 jam dan ia bersilang dengan dua titik yang serupa pada khatulistiwa. orbit ini adalah konsisten dan sangat diramal. Sistem ini menggunakan global kedudukan GPS.

Orbit "Kilat" (kecenderungan 63,4 °) digunakan untuk melihat di latitud tinggi. satelit geopegun yang melekat dengan khatulistiwa, jadi mereka tidak sesuai untuk jarak jauh kawasan utara atau selatan. orbit ini agak aneh: kapal angkasa bergerak di sepanjang elips memanjang dengan Bumi, terletak berhampiran dengan satu kelebihan. Sejak satelit dipercepatkan oleh graviti, ia bergerak dengan cepat apabila ia hampir dengan planet kita. Apabila anda memadamkan kelajuan perlahan, jadi dia menghabiskan lebih banyak masa di bahagian atas orbit dalam yang paling jauh dari tepi bumi, jarak ke yang boleh mencapai 40 ribu. Km. tempoh orbit ialah 12 jam, tetapi kira-kira dua pertiga daripada masa yang satelit membelanjakan lebih satu hemisfera. Seperti orbit satelit separuh segerak melalui jalan yang sama setiap 24 jam. Ia digunakan untuk komunikasi di jauh utara atau selatan.

rendah Earth

Kebanyakan satelit saintifik, banyak meteorologi dan ruang stesen berada di dalam orbit Bumi rendah yang hampir bulat. cerun mereka bergantung kepada memantau apa yang mereka lakukan. TRMM dilancarkan untuk memantau hujan tropika, jadi mempunyai kecenderungan yang rendah (35 °), manakala baki dekat dengan Khatulistiwa.

Banyak pemerhatian dari satelit NASA mempunyai hampir kutub orbit vysokonaklonnuyu. Bergerak kapal angkasa mengelilingi bumi dari tiang ke tiang dengan tempoh 99 min. Separuh masa yang melewati sebelah siang di bumi ini, dan kembali kepada ke atas tiang.

Sebagai gerakan satelit Bumi berputar di bawahnya. Pada masa unit memasuki bahagian yang diterangi, ia adalah di kawasan yang bersebelahan dengan kawasan peredaran orbit terakhir. Dalam tempoh 24 jam satelit kutub meliputi sebahagian besar daripada Bumi dua kali, sekali siang dan sekali pada waktu malam.

Sun-segerak orbit

Sama seperti satelit geosynchronous mesti berada di atas khatulistiwa, yang membolehkan mereka untuk kekal pada satu ketika, kutub mengorbit mempunyai keupayaan untuk tinggal dalam masa yang sama. orbit mereka adalah matahari segerak - di persimpangan khatulistiwa kapal angkasa masa solar tempatan adalah sentiasa sama. Sebagai contoh, Terra satelit menyilang Brazil sentiasa pada jam 10:30 pagi. persimpangan depan selepas 99 min ke atas Ecuador atau Colombia juga berlaku pada jam 10:30 waktu tempatan.

orbit matahari segerak adalah perlu untuk sains, kerana ia membolehkan untuk mengekalkan sudut cahaya matahari jatuh di permukaan bumi, walaupun ia akan berbeza-beza bergantung kepada musim. konsisten ini bermakna bahawa ahli-ahli sains boleh membuat perbandingan untuk beberapa tahun tanpa perlu bimbang tentang melompat terlalu besar meliputi imej sekali sebanyak tahun planet, yang boleh mencipta ilusi perubahan. Tanpa orbit matahari segerak yang ia akan menjadi sukar untuk mengesan mereka dari masa ke masa, dan untuk mengumpul maklumat yang diperlukan untuk kajian perubahan iklim.

Jalan satelit yang sangat terhad. Jika ia adalah pada ketinggian 100 km, orbit mesti mempunyai cerun 96 °. Mana-mana penyelewengan tidak boleh diterima. Sejak rintangan suasana dan daya menarik Matahari dan orbit berubah radas Moon, ia hendaklah sentiasa diselaraskan.

Dimasukkan ke dalam orbit: Pelancaran

Pelancaran itu memerlukan tenaga, jumlah yang bergantung kepada lokasi tapak pelancaran, ketinggian dan kecerunan trajektori masa depan pergerakannya. Untuk mencapai orbit jauh, ia diperlukan untuk membelanjakan lebih banyak tenaga. Satelit dengan kecenderungan yang besar (contohnya, kutub) adalah lebih memakan tenaga daripada yang mengelilingi lebih khatulistiwa. Dimasukkan ke dalam orbit dengan kecenderungan yang rendah untuk membantu putaran bumi. Stesen Angkasa Antarabangsa bergerak pada sudut 51,6397 °. Ini adalah perlu untuk memastikan bahawa kapal angkasa dan peluru berpandu Rusia adalah lebih mudah untuk mendapatkan kepadanya. Ketinggian ISS - 337-430 km. satelit kutub, di sisi lain, dengan cara nadi Bumi tidak mendapat, jadi mereka memerlukan lebih banyak tenaga untuk mendaki jarak yang sama.

pelarasan

Selepas pelancaran satelit itu adalah perlu untuk membuat usaha untuk memastikan ia di orbit tertentu. Sejak Bumi tidak sfera yang sempurna, graviti adalah lebih kuat di beberapa tempat. tdk sama rata ini, selain daripada tarikan matahari, bulan dan Musytari (planet yang paling besar Sistem Solar), perubahan kecenderungan orbit. Sepanjang kedudukan hayatnya DIBELANJAKAN satelit diperbetulkan tiga atau empat kali. peranti LEO NASA harus menyesuaikan kecondongan itu setiap tahun.

Di samping itu, satelit berhampiran Bumi kesan kepada atmosfera. Lapisan paling atas, walaupun agak jarang, mempunyai ketahanan yang cukup kuat untuk menarik mereka lebih dekat dengan Bumi. Kesan graviti membawa kepada pecutan satelit. Dari masa ke masa, mereka dibakar dalam lingkaran tenggelam lebih rendah dan lebih cepat ke atmosfera, atau kembali ke Bumi.

rintangan udara adalah lebih kuat apabila matahari berada aktif. Sama seperti udara di dalam belon mengembang dan naik apabila dipanaskan, mengembang dan naik suasana ketika matahari memberikan tenaga tambahan. Jarang lapisan atmosfera naik dan dilakukan lebih padat mereka. Oleh itu, satelit mengorbit bumi perlu mengubah kedudukannya kira-kira empat kali setahun untuk mengimbangi drag atmosfera. Apabila aktiviti solar maksimum, kedudukan peranti perlu menyesuaikan setiap 2-3 minggu.

serpihan ruang

Sebab ketiga, memaksa saya ke dalam orbit - serpihan ruang. Salah satu komunikasi satelit Iridium bertembung dengan sebuah yang tidak berfungsi kapal angkasa Rusia. Mereka berpecah, mewujudkan awan serpihan terdiri daripada lebih daripada 2,500 bahagian. Setiap perkara telah ditambah kepada pangkalan data, yang kini termasuk lebih daripada 18,000 objek asal antropogenik.

NASA berhati-hati memantau segala-galanya yang boleh mendapatkan di jalan satelit, iaitu. A. disebabkan oleh serpihan telah berulang kali terpaksa menukar orbit.

jurutera Pusat Kawalan Misi memantau status satelit dan ruang serpihan, yang boleh mengganggu pergerakan dan sebagaimana yang dikehendaki berhati-hati merancang gerakan mengelak. Rancangan Pasukan yang sama dan melakukan manuver untuk menyesuaikan kecondongan dan ketinggian satelit.