Obiettivi formativi
Entro la fine di questa lezione, dovresti essere in grado di;
- Definisci l'orbita
- Descrivere il moto degli oggetti nelle loro orbite.
- Descrivi il lancio in orbita.
- Spiegare i tipi di orbite.
Un'orbita si riferisce a una traiettoria curva che un oggetto segue. Ad esempio, la traiettoria seguita dalla terra attorno al sole e la traiettoria seguita da un pianeta attorno a una stella. Anche i satelliti naturali o artificiali seguono un'orbita. Normalmente, un'orbita è una traiettoria che si ripete regolarmente. Tuttavia, l'orbita può anche riferirsi a una traiettoria non ripetitiva.
Il moto degli oggetti che seguono un'orbita è influenzato dalla forza di gravità e può essere approssimato usando la meccanica newtoniana.
Le orbite possono essere comprese nei seguenti modi comuni;
- Una forza, come la gravità, trascina un oggetto attraverso un percorso curvo mentre l'oggetto tenta di volare in linea retta.
- Quando un oggetto viene tirato verso un corpo massiccio, l'oggetto cade verso il corpo. Tuttavia, se l'oggetto ha una velocità tangenziale sufficiente, continuerà a seguire la traiettoria e non cadrà nel corpo. L'oggetto è indicato come in orbita attorno al corpo.
Gli oggetti nello spazio che hanno massa sono attratti l'uno dall'altro a causa della gravità. Quando questi oggetti vengono avvicinati, con sufficiente quantità di moto, orbitano l'uno intorno all'altro.
Oggetti che hanno la stessa massa orbitano l'uno intorno all'altro senza nulla al centro. Piccoli oggetti nello spazio orbitano attorno a oggetti più grandi. Ad esempio, nel sistema solare la luna orbita attorno alla terra e la terra orbita attorno al sole. Tuttavia, alcuni oggetti più grandi non rimangono completamente immobili. A causa della gravità, la terra è leggermente tirata dal suo centro dalla luna. Questo provoca maree nei nostri oceani. La terra è anche leggermente tirata dal suo centro dalla terra così come da altri pianeti.
Durante la creazione del sistema solare, polvere, ghiaccio e gas hanno viaggiato nello spazio con slancio e velocità, circondando il sole come una nuvola. Poiché il sole è più grande di questi oggetti, sono stati attratti dalla gravità verso il sole, formando un anello attorno ad esso.
Nel corso del tempo, queste particelle hanno iniziato ad aggregarsi e sono diventate più grandi fino a formare pianeti, asteroidi e lune. Questo è il motivo per cui i pianeti hanno orbite intorno al sole, e orbitano nella stessa direzione delle particelle, e più o meno sullo stesso piano.
Quando i razzi lanciano i satelliti, li posizionano nell'orbita nello spazio. Il satellite è mantenuto in orbita dalla forza di gravità. Allo stesso modo, la luna è mantenuta nell'orbita della terra dalla gravità.
Nota che nello spazio non c'è aria. Pertanto, non c'è attrito dell'aria per ostacolare il movimento di un oggetto nello spazio. La gravità fa orbitare i satelliti intorno alla terra senza ulteriore resistenza. L'invio di satelliti nell'orbita terrestre ci consente di applicare la tecnologia in diversi campi come telecomunicazioni, previsioni meteorologiche, navigazione e osservazioni astronomiche.
Lancio in orbita
Il lancio dei satelliti in orbita avviene tramite razzi. La scelta del veicolo di lancio dipende principalmente dalla massa del satellite e dalla distanza dalla terra che il satellite deve percorrere. Un'orbita ad alta quota o un carico utile pesante richiede più potenza per superare la gravità della terra.
Tipi di orbite
Una volta che un satellite o un veicolo spaziale viene lanciato, viene posto in una delle seguenti orbite;
- Orbita geostazionaria. L'immagine sopra è un'illustrazione di un'orbita geostazionaria. I satelliti in questa orbita circondano la terra da ovest a est, sopra l'equatore e seguono la rotazione della terra. Viaggiano alla stessa velocità della terra e impiegano 23 ore, 56 minuti e 4 secondi per completare una rotazione. Questo fa sì che i satelliti in questa orbita appaiano fermi in una posizione fissa. Per adattarsi perfettamente alla rotazione della terra, la velocità dei satelliti in questa orbita è di circa 3 chilometri al secondo e un'altitudine di 35.786 chilometri.
- Orbita terrestre bassa. L'immagine sopra è un'illustrazione di un'orbita terrestre bassa. Questa orbita è relativamente vicina all'orbita della terra. Si trova a un'altitudine inferiore a 1000 chilometri e può trovarsi a 160 chilometri sopra la superficie terrestre. I satelliti in questa orbita non devono seguire un percorso specifico intorno alla terra. C'è più di un percorso disponibile in questa orbita. Questo la rende l'orbita più comunemente usata. Questa è l'orbita utilizzata per la stazione spaziale internazionale. A causa della sua vicinanza alla terra, viene utilizzato per le immagini satellitari e produce immagini ad alta risoluzione.
- Orbita terrestre media. L'immagine sopra è un'illustrazione di un'orbita terrestre media. Questo è costituito da una vasta gamma di orbite. I satelliti in questa orbita non sono tenuti a seguire percorsi specifici. È più comunemente usato dai satelliti di navigazione.
- Orbita polare. L'immagine sopra è un'illustrazione di un'orbita polare. I satelliti in questa orbita viaggiano da nord a sud sopra i poli della terra. I satelliti in questa orbita non passano necessariamente dai poli, poiché possono deviare tra 20 e 30 gradi. Le orbite polari si trovano a bassa quota, da 200 a 1000 chilometri sopra la terra. L'orbita sincrona al sole è un tipo di orbita polare che attraversa le regioni polari e sono sincrone al sole. Ciò significa che i satelliti in questa orbita sono sincronizzati per essere nella stessa posizione rispetto al sole.
- Orbita di trasferimento. L'immagine qui sopra è un'illustrazione di un'orbita di trasferimento. Queste orbite vengono utilizzate per passare da un'orbita all'altra. Quando i satelliti si trovano in questa orbita, è facile spostarli su un'altra orbita. Ciò consente ai satelliti di raggiungere un'orbita ad alta quota senza bisogno di un veicolo di lancio per portarlo fino in fondo.
Sommario
Lo abbiamo imparato;
- Un'orbita si riferisce a una traiettoria curva che un oggetto segue.
- Il moto degli oggetti che seguono un'orbita è influenzato dalla forza di gravità.
- Oggetti che hanno la stessa massa orbitano l'uno intorno all'altro con nient'altro al centro ma piccoli oggetti nello spazio orbitano attorno a oggetti più grandi.
- Usiamo i razzi per lanciare i satelliti nelle orbite spaziali.
