Objetivos de aprendizaje
Al final de esta lección, debería poder;
- Defina órbita.
- Describir el movimiento de los objetos en sus órbitas.
- Describir el lanzamiento a la órbita.
- Explicar los tipos de órbitas.
Una órbita se refiere a una trayectoria curva que sigue un objeto. Por ejemplo, la trayectoria que sigue la tierra alrededor del sol, y la trayectoria que sigue un planeta alrededor de una estrella. Los satélites naturales o artificiales también siguen una órbita. Normalmente, una órbita es una trayectoria que se repite regularmente. Sin embargo, la órbita también puede referirse a una trayectoria que no se repite.
El movimiento de los objetos que siguen una órbita está influenciado por la fuerza de la gravedad y se puede aproximar utilizando la mecánica newtoniana.
Las órbitas se pueden entender de las siguientes formas comunes;
- Una fuerza, como la gravedad, tira de un objeto a través de una trayectoria curva mientras el objeto intenta volar en línea recta.
- Cuando un objeto es atraído hacia un cuerpo masivo, el objeto cae hacia el cuerpo. Sin embargo, si el objeto tiene suficiente velocidad tangencial, continuará siguiendo la trayectoria y no caerá dentro del cuerpo. Se dice que el objeto orbita alrededor del cuerpo.
Los objetos en el espacio que tienen masa se atraen entre sí debido a la gravedad. Cuando estos objetos se juntan, con suficiente impulso, se orbitan entre sí.
Los objetos que tienen la misma masa orbitan entre sí sin nada en el centro. Los objetos pequeños en el espacio orbitan alrededor de objetos más grandes. Por ejemplo, en el sistema solar, la luna gira alrededor de la tierra y la tierra gira alrededor del sol. Sin embargo, algunos objetos más grandes no permanecen completamente quietos. Debido a la gravedad, la tierra es ligeramente jalada de su centro por la luna. Esto provoca las mareas en nuestros océanos. La tierra también es ligeramente jalada de su centro por la tierra y otros planetas.
Durante la creación del sistema solar, el polvo, el hielo y el gas viajaron por el espacio con impulso y velocidad, y rodearon al sol como una nube. Dado que el sol es más grande que estos objetos, fueron atraídos por la gravedad hacia el sol, formando un anillo a su alrededor.
Con el tiempo, estas partículas comenzaron a agruparse y aumentar de tamaño hasta formar planetas, asteroides y lunas. Esta es la razón por la cual los planetas tienen órbitas alrededor del sol, y lo hacen en la misma dirección que las partículas y aproximadamente en el mismo plano.
Cuando los cohetes lanzan satélites, los colocan en órbita en el espacio. El satélite se mantiene en la órbita por la fuerza de la gravedad. De manera similar, la luna se mantiene en la órbita de la tierra por la gravedad.
Tenga en cuenta que en el espacio, no hay aire. Por lo tanto, no hay fricción de aire que obstaculice el movimiento de un objeto en el espacio. La gravedad hace que los satélites orbiten alrededor de la tierra sin más resistencia. El envío de satélites a la órbita de la tierra nos permite aplicar la tecnología en diferentes campos como las telecomunicaciones, el pronóstico del tiempo, la navegación y las observaciones astronómicas.
Lanzamiento a órbita
El lanzamiento de los satélites a la órbita se realiza mediante cohetes. La elección del vehículo de lanzamiento depende principalmente de la masa del satélite y de la distancia desde la Tierra que el satélite necesita viajar. Una órbita de gran altitud o una carga útil pesada requiere más potencia para vencer la gravedad de la tierra.
Tipos de órbitas
Una vez que se lanza un satélite o nave espacial, se coloca en una de las siguientes órbitas;
- Órbita geoestacionaria. La imagen de arriba es una ilustración de una órbita geoestacionaria. Los satélites en esta órbita giran alrededor de la tierra de oeste a este, por encima del ecuador, y siguiendo la rotación de la tierra. Viajan a la misma velocidad que la Tierra y tardan 23 horas, 56 minutos y 4 segundos en completar una rotación. Esto hace que los satélites en esta órbita parezcan estacionarios en una posición fija. Para coincidir perfectamente con la rotación de la tierra, la velocidad de los satélites en esta órbita es de aproximadamente 3 kilómetros por segundo y una altitud de 35.786 kilómetros.
- Orbita terrestre baja. La imagen de arriba es una ilustración de una órbita terrestre baja. Esta órbita está relativamente cerca de la órbita de la tierra. Se encuentra a una altitud por debajo de los 1000 kilómetros y puede ubicarse a una altura tan baja como 160 kilómetros sobre la superficie de la tierra. Los satélites en esta órbita no tienen que seguir un camino específico alrededor de la tierra. Hay más de una ruta disponible en esta órbita. Esto la convierte en la órbita más utilizada. Esta es la órbita utilizada para la estación espacial internacional. Debido a su proximidad a la tierra, se utiliza para imágenes de satélite y produce imágenes de alta resolución.
- Órbita terrestre media. La imagen de arriba es una ilustración de una órbita terrestre media. Esto se compone de una amplia gama de órbitas. Los satélites en esta órbita no están obligados a tomar rutas específicas. Es más comúnmente utilizado por los satélites de navegación.
- órbita polar. La imagen de arriba es una ilustración de una órbita polar. Los satélites en esta órbita viajan de norte a sur sobre los polos de la tierra. Los satélites en esta órbita no pasan necesariamente por los polos, ya que pueden desviarse entre 20 y 30 grados. Las órbitas polares se encuentran a altitudes bajas, de 200 a 1000 kilómetros sobre la tierra. La órbita heliosincrónica es un tipo de órbita polar que recorre las regiones polares y está sincronizada con el sol. Esto significa que los satélites en esta órbita están sincronizados para estar en la misma posición con respecto al sol.
- Órbita de transferencia. La imagen de arriba es una ilustración de una órbita de transferencia. Estas órbitas se utilizan para ir de una órbita a otra. Cuando los satélites están en esta órbita, es fácil moverlos a otra órbita. Esto permite que los satélites alcancen una órbita de gran altitud sin necesidad de un vehículo de lanzamiento para transportarlo todo el camino.
Resumen
Hemos aprendido eso;
- Una órbita se refiere a una trayectoria curva que sigue un objeto.
- El movimiento de los objetos siguiendo una órbita está influenciado por la fuerza de la gravedad.
- Los objetos que tienen la misma masa orbitan entre sí sin nada en el centro, pero pequeños objetos en el espacio orbitan alrededor de objetos más grandes.
- Usamos cohetes para lanzar satélites a órbitas espaciales.
