Umelý satelit je zázrak technológie a techniky. Len sa zamyslite nad tým, čo vedci musia pochopiť, aby sa to stalo: najprv je to gravitácia, potom komplexné znalosti fyziky a samozrejme podstata samotných obežných dráh. Takže otázka, ako satelity zostávajú na obežnej dráhe, je multidisciplinárna a zahŕňa veľké množstvo technických a akademických vedomostí.
Po prvé, aby sme pochopili, ako satelit obieha okolo Zeme, je dôležité porozumieť tomu, čo znamená obežná dráha. Johann Kepler bol prvý, kto presne opísal matematický tvar obežných dráh planét. Zatiaľ čo obežné dráhy planét okolo Slnka a Mesiaca okolo Zeme boli považované za úplne kruhové, Kepler narazil na koncept eliptických obežných dráh. Aby mohol objekt zostať na obežnej dráhe okolo Zeme, musí mať dostatočnú rýchlosť na to, aby mohol vrátiť svoju cestu. To platí rovnako o prírodnom satelite, ako aj o umelom satelite. Z Keplerovho objavu vedci tiež usúdili, že čím bližšie je satelit k objektu, tým silnejšia je príťažlivá sila, a preto musí cestovať rýchlejšie, aby si udržal obežnú dráhu.
Ďalej prichádza pochopenie samotnej gravitácie. Všetky objekty majú gravitačné pole, ale táto sila je cítiť iba v prípade zvlášť veľkých objektov (t. J. Planét). V prípade Zeme sa gravitačný ťah vypočíta na 9,8 m / s2. To je však špecifický prípad na povrchu planéty. Pri výpočte objektov na obežnej dráhe okolo Zeme platí vzorec v = (GM / R) 1/2, kde v je rýchlosť satelitu, G je gravitačná konštanta, M je hmotnosť planéty a R je vzdialenosť od stredu Zeme. Na základe tohto vzorca sme schopní vidieť, že rýchlosť požadovaná pre obežnú dráhu sa rovná druhej odmocnine vzdialenosti od objektu k stredu Zeme násobku zrýchlenia v dôsledku gravitácie v tejto vzdialenosti. Takže ak by sme chceli umiestniť satelit na kruhovej obežnej dráhe vo vzdialenosti 500 km nad povrchom (čo vedci nazývajú LEO na zemskej obežnej dráhe), potrebovala by rýchlosť ((6,67 x 10 - 11 * 6,0 x 1024) / ( 6900000)) 1/2 alebo 7615,77 m / s. Čím väčšia je nadmorská výška, tým menšia rýchlosť je potrebná na udržanie obežnej dráhy.
Takže schopnosť satelitov udržať si svoju obežnú dráhu skutočne klesá na rovnováhu medzi dvoma faktormi: jej rýchlosťou (alebo rýchlosťou, ktorou by cestovala v priamej línii) a gravitačným ťahom medzi satelitom a planétou, na ktorej obieha. Čím vyššia je obežná dráha, tým je potrebná menšia rýchlosť. Čím bližšie je obežná dráha, tým rýchlejšie sa musí pohybovať, aby sa zaistilo, že sa nevráti späť na Zem.
Napísali sme veľa článkov o satelitoch pre časopis Space Space. Tu je článok o umelých satelitoch a tu je článok o geosynchrónnej obežnej dráhe.
Ak chcete získať viac informácií o satelitoch, pozrite si tieto články:
Orbitálne objekty
Zoznam satelitov na geostacionárnej obežnej dráhe
Zaznamenali sme tiež epizódu Astronomy Cast o vesmírnom raketopláne. Počúvajte tu, Episode 127: The US Shuttle.
zdroj:
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#
