Sa anong altitude lumilipad satellite, orbit pagkalkula, bilis at direksyon ng paggalaw

Tulad ng mga upuan sa teatro payagan ang iba't ibang mga pagtingin sa representasyon ng iba't-ibang mga orbit ng satellite ay nagbibigay ng pananaw, ang bawat isa ay may sariling layunin. Ang ilang mga mukhang nagha-hang sa ibabaw ng punto sa ibabaw, nagbibigay sila ng isang pare-pareho ang pangkalahatang-ideya ng isang gilid ng Earth, habang ang iba pang mga paligid ligid ating planeta, isang araw sweep sa paglipas ng maramihang mga lokasyon.

uri ng orbit

Sa anong altitude lumilipad satellite? May 3 uri ng lupa orbit: mataas, katamtaman at mababang. Sa mataas na pinakamalayo mula sa ibabaw sa pangkalahatan ay marami ng panahon at ang ilang mga komunikasyon satellite. Satellite na nag-oorbit daluyan earth orbit ay kinabibilangan ng pag-navigate at mga espesyal na dinisenyo para sa pagsubaybay sa isang tiyak na rehiyon. Karamihan sa mga pang-agham na spacecraft, kabilang ang mga sistema ng pagsubaybay para sa mga ibabaw fleet ng NASA Earth, ay nasa isang mababang orbit.

Kahit gaano mataas na paglipad satellites ay depende sa bilis ng kanilang kilusan. Habang paparating ka sa Daigdig gravity ay nagiging mas malakas, at mas mabilis paggalaw. Halimbawa, NASA Aqua satellite ay tumatagal ng tungkol sa 99 minuto upang lumipad sa paligid ng mga planeta sa tungkol sa 705 km, at ang mga meteorological yunit, sa isang remote 35,786 km mula sa ibabaw, ito ay nangangailangan ng 23 na oras, 56 minuto at 4 mga segundo. Sa layo na 384,403 km mula sa sentro ng Earth sa Buwan nakakumpleto ng isa rebolusyon sa 28 araw.

aerodynamic paradox

satellite altitude pagbabago din nagbabago ito sa isang bilis ng orbit. Narito doon ay isang kabalintunaan. Kung ang satellite operator ay nagnanais na madagdagan ang kanyang bilis, hindi lamang siya ay maaaring patakbuhin ang engine para sa acceleration. Ito ay dagdagan ang orbit (at taas), na kung saan ay humantong sa isang pagbawas sa bilis. Sa halip, dapat mong patakbuhin ang engine sa tapat ng direksyon ng paggalaw ng satellite, ie. E. Upang magsagawa ng isang aksyon na mabagal gumagalaw na sasakyan sa Earth. Ang ganitong mga aksyon ay ilipat ito sa ibaba na ay dagdagan ang bilis.

Mga tampok orbit

Bilang karagdagan sa mga taas, sa landas ng paggalaw ng mga satellite ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagka-original at pagkahilig. Ang unang may kaugnayan sa ang hugis ng orbit. Satellite mababang eccentricity gumagalaw sa kahabaan ng tilapon malapit sa pabilog. Ang sira-sira orbit ay elliptical. Ang layo mula sa spacecraft sa Earth ay depende sa posisyon nito.

Hilig - ang angulo ng orbit na may paggalang sa equator. Ang satellite, na kung saan ay pinaikot nang direkta sa ibabaw ng equator, ay may zero slope. Kung ang spacecraft ay ipinapasa sa ibabaw ng north at south pole (geographic at magnetic hindi), hilig nito ay 90 °.

Lahat ng sama-sama - taas, pagka-original at pagkahilig - matukoy ang galaw ng mga satellite at mga katulad nito mula sa kanyang pananaw ang magiging hitsura ng daigdig.

mataas na lupa

Kapag ang satellite umabot eksakto 42164 km mula sa gitna ng earth (tungkol sa 36 thousand. Km mula sa ibabaw), ito ay pumasok sa zone kung saan ito ay nakakatugon sa mga pag-ikot ng orbit ng planeta. Habang gumagalaw ang machine sa parehong bilis ng bilang ng Earth, iyon ay. E. Ang panahon ng rebolusyon ay 24 oras, tila na ito ay mananatiling sa lugar lamang sa longitude, bagaman maaari itong naaanod na mula sa hilaga hanggang timog. Ang espesyal na mataas na orbit ay tinatawag na geosynchronous.

Ang satellite gumagalaw sa isang pabilog na orbit direkta sa itaas ng equator (ang pagka-original at pagkahilig ng zero) at sa Earth ay nakatayo pa rin. laging Siya ay nakatayo sa itaas ng parehong punto sa ibabaw nito.

Geostationary orbit lubhang mahalaga para sa pagsubaybay ng panahon, bilang ang satellite doon ay nagbibigay ng tuloy-tuloy na pangkalahatang-ideya ng parehong ibabaw na lugar. Bawat ilang minuto, ang mga meteorological aid, tulad ng mga napupunta, magbigay ng impormasyon tungkol sa mga ulap, tubig singaw at hangin, at ang pare-pareho ang daloy ng impormasyon ay ang batayan para sa pagsubaybay at pagtataya ng panahon.

Sa karagdagan, GEO aparato ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa komunikasyon (telephony, telebisyon, radyo). GOES satellite ay nagbibigay ng trabaho sa paghahanap at rescue beacon, na ginagamit upang aid sa paghahanap ng mga ships at sasakyang panghimpapawid sa pagkabalisa.

Sa wakas, maraming mga vysokoorbitalnyh Daigdig satellite ay pagsubaybay solar aktibidad at subaybayan ang mga antas ng magnetic field at radiation.

Ang pagkalkula ng ang taas ng geostationary orbit

satellite ay nagpapatakbo ng sentripetal puwersa F _p = (M v ₁ ²⁾ / R at ang gravitational force F _t = (GM ₁ M ₂₎ / R ^2. Dahil ang mga pwersa ay pantay-pantay, ito ay posible upang equate sa kanan gilid at i-cut ang mga ito sa ₁ M masa. Ang resulta ay ang equation v ² = (GM ²⁾ / R. Samakatuwid ay ibinigay ang bilis v = ((GM ₂₎ / R) ^1/2

Dahil ang geostationary orbit ay isang lupon 2πr haba orbital bilis ay v = 2πR / T.

Samakatuwid, R = ³ T ² GM / (4π ^2).

Since T = 8,64x10 ^4, G = 6,673x10 ^-11 Nm ² / kg ^2, M = 5,98x10 ²⁴ kg, pagkatapos ay R = 4,23x10 ⁷ m pagbabawas mula sa R. Daigdig radius, pantay-pantay 6,38x10 ⁶ m, ito ay posible na malaman ang altitude satellite lumipad nagha-hang sa isang punto ng ibabaw - 3,59x10 ⁷ m.

Lagrange point

Iba pang mga Mahusay orbit ay ang Lagrange point, kung saan ang puwersa ng gravity ng Earth ay bayad sa pamamagitan ng Araw grabidad. Ang lahat na ay, pantay naaakit sa mga bagay sa kalangitan at umiikot sa ating planeta sa paligid ng mga bituin.

Sa limang Lagrangian punto sa sistema ng Sun-Earth, tanging ang huling dalawang, na tinatawag na L5 at L4, ay matatag. Sa ang magpahinga ng ang satellite ay tulad ng isang ball iskor sa tuktok ng isang matarik na burol: anumang bahagyang pag-aalaala ay itulak ito. Upang manatili sa isang balanseng estado, ang spacecraft ay nangangailangan ng pare-pareho ang pag-aayos. Sa huling dalawang mga punto ng Lagrange satellite likened sa isang bola sa bola: kahit na matapos ang isang malakas na gulo, babalik sila.

L1 ay matatagpuan sa pagitan ng Daigdig at Araw, ay nagbibigay-daan satellites na nasa mga ito, na magkaroon ng isang pare-pareho ang pangkalahatang-ideya ng aming mga bituin. Ang SOHO solar obserbatoryo, NASA satellite, ang European Space Agency upang subaybayan ang araw mula sa unang Lagrange point sa 1.5 milyong kilometro mula sa Daigdig.

L2 ay matatagpuan sa parehong distansya mula sa Earth, ngunit ay sa likod sa kanya. Satellite sa lokasyong ito ay nangangailangan lamang ng isang init kalasag upang protektahan mula sa sun liwanag at init. Ito ay isang magandang lugar para sa teleskopyo space, na ginagamit upang pag-aralan ang likas na katangian ng Uniberso sa pamamagitan ng mga obserbasyon ng microwave background radiation.

Ang ikatlong Lagrangian point matatagpuan sa harapan ng Earth sa kabilang bahagi ng araw, sa gayon na ang ilaw ay laging sa pagitan ng kanya at ang ating planeta. Ang satellite sa posisyong ito ay hindi magagawang makipag-usap sa Earth.

Labis na matatag na pang-apat at ika-limang Lagrange point sa orbital path ng planeta sa 60 ° maaga at sa likod ng Earth.

Katamtaman earth orbit

Ang pagiging mas malapit sa Earth, ang mga satellite ilipat nang mas mabilis. Mayroong dalawang mga medium-Daigdig orbit: semi-sabaysabay, at "Lightning."

Sa anong altitude lumilipad satellite sa isang semi-sabaysabay na orbit? Ito ay halos pabilog (mababang pagka-original) at inalis sa isang distance 26560 km mula sa gitna ng earth (tungkol sa 20,200 km sa itaas ng ibabaw). Satellite sa ganitong altitude ay gumagawa ng isang kumpletong pag-inog bawat 12 na oras. Hindi bababa sa kanyang mga paggalaw ng Earth umiikot ilalim. Para sa 24 h at ito intersects dalawang magkatulad na mga punto sa equator. orbit na ito ay pare-pareho at mataas na predictable. Ang sistema ay gumagamit ng global positioning GPS.

Orbit "Lightning" (pagkahilig 63,4 °) ay ginagamit upang obserbahan sa mataas na latitude. Geostationary satellite ay nakalakip sa equator, kaya ang mga ito ay hindi angkop para sa malayuan hilagang o timog rehiyon. orbit na ito ay lubos na sira-sira: ang spacecraft gumagalaw sa kahabaan ng isang pahabang tambilugan sa Earth, matatagpuan malapit sa isa gilid. Dahil ang satellite ay pinabilis na sa pamamagitan ng gravity, ito gumagalaw masyadong mabilis kapag ito ay malapit sa ating planeta. Kapag mong tanggalin ang bilis slows down, kaya siya gumastos ng mas maraming oras sa tuktok ng orbit sa pinakamalayo mula sa gilid ng Earth, ang distansya na kung saan ay maaaring maabot ang 40 thousand. Km. orbital panahon ay 12 na oras, ngunit ang tungkol sa two-thirds ng oras ang satellite gumugol ng mahigit sa isang hemisphere. Tulad ng semi-sabaysabay na orbit satellite ay ipinapasa sa pamamagitan ng mga parehong landas sa bawat 24 na oras. Ito ay ginagamit para sa komunikasyon sa dulong hilaga o timog.

low Earth

Karamihan sa mga pang-agham satellite, maraming meteorological at space station sa malapit na-circular low Earth orbit. Ang kanilang mga slope ay depende sa pagsubaybay sa kung ano ang kanilang ginagawa. TRMM ay inilunsad para sa pagsubaybay ng mga tropikal na ulan, kaya may relatibong mababa pagkahilig (35 °), habang ang natitirang malapit sa equator.

Maraming mga obserbasyon mula sa NASA satellite magkaroon ng halos polar orbit vysokonaklonnuyu. Ang spacecraft gumagalaw sa buong earth mula sa poste sa poste na may isang panahon ng 99 min. Half ang oras na pumasa sa ibabaw ng daylight bahagi ng planeta, at babalik sa gabi sa poste.

Bilang ang galaw ng mga satellite Earth rotates sa ilalim. Sa oras na ang unit ay nagpasok ng iluminado bahagi, ito ay higit sa isang lugar na katabi ng lugar ng pagpasa ng kanyang huling orbita. Sa panahon ng 24-oras na panahon ng polar satellite masakop ang karamihan ng Earth dalawang beses, isang beses sa pamamagitan ng araw at isang beses sa gabi.

Sun-sabaysabay na orbit

Tulad geosynchronous satellite ay dapat na sa itaas ng equator, na nagpapahintulot sa kanila upang manatili sa isang punto, ang mga polar-orbital ay may kakayahan upang manatili sa parehong oras. Ang kanilang mga orbit ay sun-sabaysabay na - sa intersection ng equator spacecraft lokal na solar oras ay laging pareho. Halimbawa, Terra satellite tumatawid sa buong Brazil palaging sa 10:30. Susunod intersection pagkatapos ng 99 min sa paglipas ng Ecuador o Colombia ay nangyayari rin sa 10:30 lokal na oras.

Sun-sabaysabay na orbit ay kinakailangan para sa science, dahil pinapayagan upang mapanatili ang angulo ng sikat ng araw bumabagsak sa ibabaw ng Earth, bagaman ito ay nag-iiba depende sa season. hindi pabago-bago Ang ibig sabihin nito na ang mga siyentipiko ay maaaring ihambing ang para sa ilang taon nang hindi na kinakailangang mag-alala tungkol masyadong malaki jumps sa na sumasaklaw sa isang-beses na mga imahe ng mga planeta taon, na maaaring lumikha ng ilusyon ng pagbabago. Kung wala ang sun-sabaysabay na orbit magiging mahirap na masubaybayan ang mga ito sa paglipas ng panahon, at upang mangolekta ng impormasyon na kinakailangan para sa pag-aaral ng pagbabago ng klima.

Ang path ng satellite ay napaka limitado. Kung ito ay sa isang altitude ng 100 km, ang orbit ay dapat magkaroon ng isang dalisdis ng 96 °. Anumang paglihis ay hindi katanggap-tanggap. Dahil ang paglaban ng kapaligiran at ang kaakit-akit na puwersa ng Araw at Buwan ng orbita pagpapalit ng patakaran ng pamahalaan, ito ay dapat na regular na-adjust.

Ilagay sa orbit: Launch

launch ay nangangailangan ng enerhiya, ang halaga ng kung saan ay depende sa lokasyon ng launch pad, ang taas at slope ng hinaharap trajectory ng paggalaw nito. Upang maabot ang remote orbit, ito ay kinakailangan upang gastahin sa karagdagang enerhiya. Satellite na may hindi kakaunti pagkahilig (hal, polar) ay mas maraming enerhiya-ubos kaysa sa mga ligid sa ibabaw ng equator. Ilagay sa orbit na may isang mababang hilig ng pagtulong sa pag-ikot ng Earth. Ang International Space Station ay lumilipat sa isang anggulo 51,6397 °. Ito ay kinakailangan upang matiyak na ang space shuttle at ang Russian missiles ay mas madali upang makakuha ng sa kanya. Ang taas ng ISS - 337-430 km. Polar satellite, sa kabilang dako, sa pamamagitan ng ang pulso ng Earth ay hindi makakuha ng, kaya kailangan nila ng mas maraming enerhiya upang akyatin ang parehong distansya.

pag-aayos

Matapos ang paglulunsad ng satellite ay kinakailangan upang gumawa ng mga pagsusumikap upang panatilihin ito sa isang tiyak na orbit. Dahil ang Earth ay hindi isang perpektong globo, nito gravity ay mas malakas sa ilang mga lugar. gaspang na ito, bilang karagdagan sa akit ng araw, buwan at Jupiter (ang pinakamalaking masa planeta ng Solar System), nagbabago ang hilig ng mga orbit. Sa kabuuan ng kanyang buhay na posisyon GOES satellite naitama tatlo o apat na beses. LEO NASA device ay dapat ayusin ang kanyang tilt taun-taon.

Sa karagdagan, ang malapit-Earth satellite nakakaapekto sa kapaligiran. Ang kataas-taasan layer, kahit na medyo kalat-kalat, ay may isang malakas na ng sapat na panlaban upang gumuhit ng mga ito na mas malapit sa Earth. Ang epekto ng gravity ay humantong sa isang acceleration ng satellite. Sa paglipas ng panahon, sila ay sinunog sa isang spiral paglubog mas mababa at mas mabilis sa kapaligiran, o umurong sa Daigdig.

Air pagtutol ay mas malakas na kapag ang araw ay aktibo. Tulad ng hangin sa lobo lumalaki at tumataas kapag pinainit, lumalaki at tumataas na kapaligiran kapag ang sun nagbibigay ito ng karagdagang enerhiya. Kalat-kalat atmospheric layers umakyat at kumuha ng kanilang lugar denser. Samakatuwid, ang mga satellite na nag-oorbit sa lupa ay dapat na baguhin ang posisyon nito tungkol sa apat na beses sa isang taon upang bumawi para atmospheric drag. Kapag solar aktibidad maximum, ang posisyon ng ang aparato ay may upang ayusin ang bawat 2-3 na linggo.

Space labi

Ang ikatlong dahilan, pilitin ako sa orbit - space mga labi. Isa sa mga komunikasyon sa satellite Iridium ay bumangga sa isang di-gumagana Russian spacecraft. Sila ay sinira up, ang paglikha ng isang labi ulap na binubuo ng higit sa 2,500 mga bahagi. Ang bawat item ay naidagdag na sa ang database, na sa ngayon kabilang ang higit sa 18,000 mga bagay ng anthropogenic pinanggalingan.

NASA maingat na sinusubaybayan ang lahat ng bagay na maaaring makakuha ng sa paraan ng satellite, ie. A. Dahil sa labi paulit-ulit na nagkaroon na baguhin ang orbit.

Center Mission Control inhinyero subaybayan ang katayuan ng mga satellite at space mga labi, na maaaring makagambala sa kilusan at bilang kinakailangan maingat na planuhin ang hindi tuwiran maneuvers. Ang parehong mga plano koponan at gumaganap maneuvers upang ayusin ang ikiling at taas ng satellite.