Kokiame aukštyje skraidančių palydovų, orbita skaičiavimas, greitis ir judėjimo kryptis

Lygiai taip pat į teatro sėdynės leidžia kitokį pažvelgti į įvairių orbitų palydovų atstovavimo suteikti perspektyvą, iš kurių kiekviena turi savo paskirtį. Kai atrodo, kabo virš ant paviršiaus taško, jie suteikia pastovų apžvalga vienos pusės Žemę, o kita ratu aplink mūsų planetą, vieną dieną nurašymas per keliose vietose.

rūšių orbitas

Tuo, ką skrendantį palydovus? Yra 3 tipų žemės orbitos: didelis, vidutinis ir mažas. Esant dideliam toliausiai nuo paviršiaus paprastai yra daug oro, o kai kurie ryšių palydovai. Palydovų, besisukančių vidutinio Žemės orbitoje yra navigacijos ir specialiai sukonstruotas stebėti konkretų regioną. Dauguma mokslinių erdvėlaiviai įskaitant stebėsenos sistemos paviršiaus laivyno NASA Žemėje, yra mažai orbitą.

Nesvarbu, kaip didelis plaukioja palydovai, priklauso nuo jų judėjimo greitį. Kaip jūs požiūris Žemė gravitacija tampa stipresnis ir greitesnis judėjimas. Pavyzdžiui, NASA "Aqua palydovinė trunka apie 99 minučių, kad skristi aplink planetą maždaug 705 km, o meteorologijos vienetas, su nuotolinio 35786 km nuo paviršiaus, tai reikalauja 23 valandų 56 minutes ir 4 sekundes. Esant 384,403 km atstumu nuo Žemės centro Mėnulis baigia vieną revoliuciją po 28 dienų.

aerodinaminis paradoksas

palydovinė aukštis kaita taip pat keičia jį į orbitos greičiu. Čia yra paradoksas. Jei palydovinė operatorius nori padidinti savo greitį, jis gali ne tik paleisti už pagreičio variklius. Tai leis padidinti orbitos (ir aukštis), kuris nuves į greitį sumažėjimas. Vietoj to, turėtumėte paleisti priešinga kryptimi judėjimo palydovo variklis, ty. E. Norėdami atlikti veiksmą, kad būtų lėtai judančių transporto Žemėje. Tokie veiksmai bus perkelti jį toliau, kad bus padidinti greitį.

Ypatybės orbitos

Be to, aukščio, judesio palydovo kelias pasižymi ekscentriškumo ir polinkio. Pirmasis yra susijęs su orbitos formos. Palydovinės žemos ekscentricitetas juda trajektorija beveik apskritas. Ekscentriškas orbita yra elipsinė. Atstumas nuo erdvėlaivio į Žemę priklauso nuo jo padėties.

Polinkis - iš orbitos kampas atsižvelgiant į pusiaujo. Palydovinės, kuris yra pasuktas tiesiai virš pusiaujo, turi nulinę nuolydį. Jei erdvėlaivis eina per šiaurės ir pietų polių (geografines ir magnetinių ne), jos nuokrypį yra 90 °.

Visi kartu - aukštis, ekscentricitetas ir polinkis - nustatyti palydovą ir panašiai iš jo požiūriu atrodys žemės judesį.

aukštos Žemė

Kai palydovinė pasiekia lygiai 42164 km nuo Žemės centro (apie 36 tūkstančiai žmonių. Km nuo paviršiaus), tai patenka į zoną, kurioje ji atitinka sukimosi orbitos planetos. Kaip mašina juda tuo pačiu greičiu, kaip ir Žemėje, kad yra. E. Jos laikotarpis revoliucijos yra 24 valandos, atrodo, kad jis lieka vietoje tik ilgumos, nors ji gali dreifas iš šiaurės į pietus. Šis specialus aukštos orbita yra vadinamas geosinchroninėse.

Palydovinės juda apskritime orbitos tiesiai virš pusiaujo (ekscentrisitetas ir nuolydžiui nulio) ir Žemės atžvilgiu stovi vis dar. Jis visada virš pačiame taške ant jo paviršiaus.

Geostacionarinės orbita labai vertingas oro stebėseną, kaip palydovų už ją teikti nuolatinę apžvalga pačiu paviršiaus ploto. Kas kelias minutes, meteorologines priemonės, pavyzdžiui, eina, teikia informaciją apie debesų, vandens garų ir vėjo, o pastovaus srauto informacija yra stebėti ir orų prognozės pagrindas.

Be to, GEO įrenginiai gali būti naudingi ryšių (telefono, televizijos, radijo). GOES palydovai teikti darbo paieškos ir gelbėjimo švyturys, naudojamas pagalba laivų paieškos ir orlaivio nelaimės.

Galiausiai, daugelis vysokoorbitalnyh Žemės palydovai stebi veiklą saulės ir stebėti magnetinių laukų ir spinduliavimo lygius.

Iš į geostacionariosios orbitos aukščio skaičiavimas

Palydovinės veikia įcentrinės jėga F _P = (M prieš ₁ ²⁾ / R ir gravitacinės jėgos F _t = (GM ₁ M ₂₎ / R ^2. Nuo šios jėgos yra lygios, tai galima prilyginti dešinėje pusėse ir supjaustyti juos į ₁ M masę. Rezultatas yra tas lygtis prieš ² = (GM ²⁾ / R. Taigi greitis v = _{((2 GM)} / r) ^1/2

Nes geostacionariosios orbitos yra apskritimas 2πr ilgis plokštuminis greitis yra prieš = 2πR / T.

Taigi, ^R3 = T ² GM / (4π ^2).

Nuo T = 8,64x10 ^4, G = 6,673x10 ^-11 Nm ² / kg ^2, M = 5,98x10 ²⁴ kg, tada R = 4,23x10 ⁷ m atimant iš R. Žemės spindulys, lygus 6,38x10 ⁶ m, tai galima žinoti aukščio palydovai skristi kabinti ant vieno taško paviršiaus - 3,59x10 ⁷ m.

Lagranžo taškas

Kitas didelis orbitos yra Lagranžo taškas, kai Žemės gravitacijos jėga kompensuojamas Saulės gravitacijos. Visa tai yra, lygiai taip pat traukia šių dangaus kūnų ir sukasi mūsų planetos aplink žvaigždę.

Iš penkių Lagranžo taškų Sun-Žemės sistemos, tik paskutiniai du, vadinamas L5, L4, yra stabili. Atsižvelgiant į palydovą poilsio yra kaip kamuolys subalansuotas ant stačios kalvos: bet šiek tiek pasipiktinimas bus stumti jį. Likti subalansuotą būseną, erdvėlaivio reikia nuolat koreguoti. Per pastaruosius dvejus taškų Lagrange palydovų prilyginti rutuliu į kamuolys: net po stipraus trikdžių, jie grįš.

L1 yra tarp Žemės ir Saulės, leidžia palydovus, kurie į jį, turėti pastovų apžvalga mūsų žvaigždė. SOHO saulės observatorija, NASA palydovas, Europos kosmoso agentūra sekti saulę nuo pirmos Lagrange taško 1,5 milijono kilometrų nuo Žemės.

L2 yra tuo pačiu atstumu nuo Žemės, bet už ją. Palydovai šioje vietoje reikia tik vieno šilumos skydas apsaugoti nuo saulės šviesos ir šilumos. Tai gera vieta kosminių teleskopų, naudojamų studijuoti Visatos prigimtį per stebėjimų mikrobangų fono spinduliuotės.

Trečiasis Lagranžo taškas priešais Žemę iš kitos pusės saule, taip, kad šviesa visada tarp jo ir mūsų planetoje. Į šią poziciją palydovinė negalės bendrauti su Žemėje.

Labai stabilus ketvirta ir penkta Lagranžo taškas orbitos kelio planetos 60 ° į priekį ir už Žemę.

Vidutinis žemės orbita

Būdamas arčiau Žemės, palydovai judėti greičiau. Yra du vidutinio Žemės orbita: pusiau sinchroninis ir "Žaibas".

Tuo, ką skrendantį palydovus pusiau sinchroninio orbitoje? Ji yra beveik apskritas (žemas ekscentricitetas) ir pašalinti, kad per atstumą 26560 km nuo žemės centro (apie 20200 km virš paviršiaus). Palydovinė šiame aukštyje skrendama daro pilną rotacija kas 12 valandų. Bent jo judesiai Žemė sukasi apačioje. 24 h ir jis kerta du identiški taškų pusiaujo. Tai orbitos yra nuoseklus ir labai nuspėjamas. Sistema naudoja pasaulinę padėties GPS.

Orbita "Lightning" (polinkio 63,4 °) yra naudojamas yra laikytis aukštų platumos. Geostacionariųjų palydovai yra pridedamas prie pusiaujo, todėl jie netinka tarpmiestinių šiaurinių ar pietinių regionų. Tai orbita yra gana ekscentriškas: erdvėlaivis juda pailgos elipsės su žeme, esančia šalia vieno krašto. Kadangi palydovinė pagreitėja svorio, jis juda labai greitai, kai jis yra arti mūsų planetos. Kai panaikinate greitis sulėtėja, todėl jis daugiau laiko praleidžia ne iš orbitos viršuje toliausiai nuo Žemės krašto, atstumas iki kurio gali pasiekti 40 tūkst. Km. žvaigždinis periodas yra 12 valandos, o apie du trečdaliai tuo metu, kai palydovinė praleidžia per vieną pusrutulyje. Kaip pusiau sinchroninis orbita palydovinė kerta tuo pačiu keliu kas 24 valandas. Jis naudojamas komunikacijos toli šiaurėje ar pietuose.

mažas žemė

Dauguma moksliniai palydovai, daugelis meteorologinių ir kosminė stotis yra artimiausioje apskrito mažo Žemės orbitą. Jų nuolydis priklauso nuo stebėjimo, ką jie daro. TRMM buvo pradėta stebėti atogrąžų, todėl turi santykinai mažą polinkį (35) °, o likę netoli pusiaujo.

Daugelis pastabas iš NASA palydovų turi beveik Poliarinė Orbita vysokonaklonnuyu. Erdvėlaivio juda aplink žemės iš polių poliaus su 99 min laiko tarpą. Pusę laiko jis eina per šviesiu planetos pusėje, ir grįžti prie naktį ant stulpo.

Kaip palydovo judesio Žemės sukasi apačioje. Iki to laiko, kai mašina patenka į apšviestą dalį, ji yra virš rajone greta prie savo paskutinio orbitoje ištrauka srityje. Per 24 valandų laikotarpį poliarinių palydovų apima daugumą Žemėje du kartus vieną kartą dieną ir vieną kartą naktį.

Saulės sinchroninis orbita

Lygiai taip pat geosinchroninėse palydovai turi būti virš pusiaujo, leidžiant jiems likti vienoje vietoje, poliarinio rato turi galimybę likti tuo pačiu metu. Jų orbitos yra saulės sinchroninis - ties pusiauju erdvėlaivio vietos saulės laiką sankirtos yra visada tas pats. Pavyzdžiui, "Terra palydovinė kerta per Brazilijos visada 10:30. Kitas sankirta po 99 min per Ekvadoro ar Kolumbijoje taip pat pasitaiko, 10:30 vietos laiku.

Saulės sinchroninis orbita yra būtina mokslo, nes jis leidžia išlaikyti saulės kritimo ant Žemės paviršiaus kampą, nors jis gali skirtis priklausomai nuo sezono. Šis suderinamumas reiškia, kad mokslininkai gali palyginti kelis metus be nerimauti per daug aprėptį rasių tuo pačiu metu, mūsų planetos vaizdas, galite sukurti pokyčių iliuziją. Be saulės sinchroninis orbitą būtų sunku sekti jų laikui bėgant, ir rinkti informaciją, reikalingą dėl klimato kaitos tyrimas.

Iš palydovo kelias yra labai ribotas. Jei jis yra už 100 km aukštyje, orbitos turi būti 96 ° nuolydį. Bet koks nukrypimas yra nepriimtinas. Nuo atmosferos ir traukos jėga Saulės ir Mėnulio orbitos persirengimo aparato atsparumas, ji turi būti reguliariai pritaikoma.

Įdėti į orbitą: Launch

Paleidimo reikalauja energijos, kurios dydis priklauso nuo pradžios taškas, aukščio ir nuolydžio būsimo trajektorija savo judėjimo vietą. Pasiekti nuotolinio orbitą, ji privalo eikvoti daugiau energijos. Palydovai su labai polinkio (pvz, Polar) yra daugiau daug energijos nei sukasi ratu per pusiaujo. Įdėti į orbitą su mažu nuolydžiu padėti Žemės sukimosi. Tarptautinė kosminė stotis juda kampu 51,6397 °. Tai būtina siekiant užtikrinti, kad "Space Shuttle" ir Rusijos raketa buvo lengviau patekti į ją. TKS aukštis - 337-430 km. Polar palydovai, kita vertus, taikant Žemės impulso negauna, todėl jie reikalauja daugiau energijos lipti tą patį atstumą.

reguliavimas

Po palydovo paleidimo būtina stengtis išlaikyti jį tam tikru orbitą. Kadangi Žemė nėra tobulas rutulys, jo sunkumą yra stipresnis, kai kuriose vietose. Tai nelygumus, be to, iš saulės, mėnulio ir Jupiterio (labiausiai masyvi planeta Saulės sistemoje) atrakcija, keičia orbitos polinkio. Per savo gyvenimą pozicija GOES palydovai pataisytas tris ar keturis kartus. LEO NASA prietaisai turėtų kasmet pakoreguoti savo posvyrį.

Be to, šalia žemių palydovai veikia atmosferą. Viršutinis sluoksniai, tačiau gana retas, turi pakankamai stiprus atsparumas atkreipti jiems arčiau Žemės. Sunkio jėgos poveikį veda prie palydovų pagreičio. Laikui bėgant, jie sudegino spirale nuskendo mažesnė ir greičiau į atmosferą arba patekti atgal į Žemę.

Atsparumas oro yra stipresnis, kai saulė yra aktyvus. Lygiai taip, kaip į balioną oras plečiasi ir kyla, kai šildomas, plečiasi ir kyla atmosferą, kai saulė suteikia jai papildomos energijos. Retas atmosferos sluoksniai pakilti ir imtis savo vietą tankesnis. Todėl palydovų, besisukančių aplink žemę turėtų keisti savo poziciją apie keturis kartus per metus kompensuoti atmosferos pasipriešinimo. Kai Saulės aktyvumas didžiausias, prietaiso padėtis turi prisitaikyti kas 2-3 savaites.

kosmoso šiukšlių

Trečioji priežastis, verčia mane į orbitą - kosmoso šiukšlių. Vienas iš ryšių palydovą "Iridium susidūrė su nonfunctioning Rusijos erdvėlaivių. Jie išsiskyrė, sukurti šiukšlių debesis, sudarytas iš daugiau nei 2500 dalimis. Kiekvienas daiktas buvo įtrauktas į duomenų bazę, kuri dabar apima daugiau nei 18.000 objektus antropogeninės kilmės.

NASA atsargiai stebi viską, kad galėtų gauti į palydovų būdu, ty. A. Dėl nuolaužų jau ne kartą teko keisti orbitą.

Centro misija Kontrolės inžinieriai stebėti palydovų ir kosminių šiukšlių, kurios gali trukdyti judėjimą ir, kaip reikalaujama kruopščiai planuoti išsisukinėjimų manevrus statusą. Ta pati komanda planai ir atlieka manevrus reguliuoti pokrypį ir aukštį palydovą.