Ciljevi učenja
Do kraja ove lekcije trebali biste moći;
- Definirajte orbitu.
- Opišite kretanje tijela u njihovim orbitama.
- Opišite lansiranje u orbitu.
- Objasnite vrste orbita.
Orbita se odnosi na zakrivljenu putanju koju objekt slijedi. Na primjer, putanja kojom ide Zemlja oko Sunca i putanja koju prati planet oko zvijezde. Prirodni ili umjetni sateliti također slijede orbitu. Obično je orbita putanja koja se redovito ponavlja. Međutim, orbita se također može odnositi na putanju koja se ne ponavlja.
Kretanje tijela po orbiti pod utjecajem je sile gravitacije i može se aproksimirati korištenjem Newtonove mehanike.
Orbite se mogu razumjeti na sljedeće uobičajene načine;
- Sila, poput gravitacije, vuče objekt kroz zakrivljenu putanju dok objekt pokušava letjeti u ravnoj liniji.
- Dok se predmet vuče prema masivnom tijelu, predmet pada prema tijelu. Međutim, ako objekt ima dovoljnu tangencijalnu brzinu, nastavit će slijediti putanju i neće pasti u tijelo. Naziva se objekt koji kruži oko tijela.
Objekti u svemiru koji imaju masu međusobno se privlače zbog gravitacije. Kada se ti objekti spoje, s dovoljnim zamahom, oni kruže jedan oko drugog.
Objekti iste mase kruže jedan oko drugoga bez ičega u središtu. Mali objekti u svemiru kruže oko većih objekata. Na primjer, u Sunčevom sustavu Mjesec kruži oko Zemlje, a Zemlja oko Sunca. Međutim, neki veći objekti ne ostaju potpuno mirni. Zbog gravitacije, Mjesec je malo povučen iz svog središta. To uzrokuje plimu u našim oceanima. Zemlju, kao i druge planete, također malo povlači iz središta.
Tijekom stvaranja Sunčevog sustava, prašina, led i plin putovali su svemirom i zamahom i brzinom, okružujući Sunce kao oblak. Budući da je sunce veće od ovih objekata, privukla ih je gravitacija prema suncu, formirajući prsten oko njega.
S vremenom su se te čestice počele skupljati i postajale sve veće dok nisu formirale planete, asteroide i mjesece. To je razlog zašto planeti imaju orbite oko Sunca, i orbitiraju u istom smjeru kao i čestice, iu otprilike istoj ravnini.
Kada rakete lansiraju satelite, postavljaju ih u orbitu u svemiru. Satelit se u orbiti održava pomoću sile gravitacije. Slično tome, gravitacija drži mjesec u zemljinoj orbiti.
Imajte na umu da u svemiru nema zraka. Stoga nema trenja zraka koje bi ometalo kretanje predmeta u prostoru. Gravitacija tjera satelite da kruže oko Zemlje bez daljnjeg otpora. Slanje satelita u Zemljinu orbitu omogućuje nam primjenu tehnologije u različitim područjima kao što su telekomunikacije, vremenska prognoza, navigacija i astronomska promatranja.
Lansiraj u orbitu
Lansiranje satelita u orbitu vrši se pomoću raketa. Odabir rakete-nosača ovisi prvenstveno o masi satelita i udaljenosti od zemlje koju satelit treba prijeći. Orbita na velikoj visini ili veliki teret zahtijevaju više snage za nadvladavanje zemljine teže.
Vrste orbita
Nakon što se satelit ili svemirska letjelica lansiraju, postavljaju se u jednu od sljedećih orbita;
- Geostacionarna orbita. Slika iznad je ilustracija geostacionarne orbite. Sateliti u ovoj orbiti kruže oko Zemlje od zapada prema istoku, iznad ekvatora, prateći rotaciju Zemlje. Putuju istom brzinom kao i Zemlja, a potrebno im je 23 sata, 56 minuta i 4 sekunde da završe jednu rotaciju. To čini da sateliti u ovoj orbiti izgledaju nepomično u fiksnom položaju. Kako bi se savršeno uskladila s rotacijom Zemlje, brzina satelita u ovoj orbiti je otprilike 3 kilometra u sekundi, a nadmorska visina 35.786 kilometara.
- Niska Zemljina orbita. Gornja slika je ilustracija niske Zemljine orbite. Ova orbita je relativno blizu orbite Zemlje. Nalazi se na visini ispod 1000 kilometara, a može se nalaziti i do 160 kilometara iznad površine zemlje. Sateliti u ovoj orbiti ne moraju slijediti određenu putanju oko Zemlje. Postoji više od jedne dostupne rute u ovoj orbiti. To ga čini najčešće korištenom orbitom. Ovo je orbita koja se koristi za međunarodnu svemirsku postaju. Zbog svoje blizine zemlji, koristi se za satelitske snimke i proizvodi slike visoke rezolucije.
- Srednja zemljina orbita. Gornja slika je ilustracija srednje orbite Zemlje. Sastoji se od širokog raspona orbita. Sateliti u ovoj orbiti ne moraju ići određenim putanjama. Najčešće ga koriste navigacijski sateliti.
- Polarna orbita. Slika iznad je ilustracija polarne orbite. Sateliti u ovoj orbiti putuju od sjevera prema jugu preko Zemljinih polova. Sateliti u ovoj orbiti ne prolaze nužno pored polova, jer mogu odstupati unutar 20 do 30 stupnjeva. Polarne orbite nalaze se na niskim visinama, 200 do 1000 kilometara iznad Zemlje. Sunčevo-sinkrona orbita je vrsta polarne orbite koja se proteže preko polarnih regija i sinkrona je sa Suncem. To znači da su sateliti u ovoj orbiti sinkronizirani da budu u istom položaju u odnosu na sunce.
- Prijenosna orbita. Gornja slika je ilustracija prijenosne orbite. Ove se orbite koriste za prelazak iz jedne orbite u drugu. Kada su sateliti u ovoj orbiti, lako ih je premjestiti u drugu orbitu. To omogućuje satelitima da dosegnu orbitu velike visine bez potrebe za lansirnim vozilom da ga nosi cijelim putem.
Sažetak
To smo naučili;
- Orbita se odnosi na zakrivljenu putanju koju objekt slijedi.
- Kretanje tijela po orbiti pod utjecajem je sile gravitacije.
- Objekti iste mase kruže jedan oko drugoga bez ičega u središtu, ali mali objekti u svemiru kruže oko većih objekata.
- Koristimo rakete za lansiranje satelita u svemirske orbite.
