Цели обучения
К концу этого урока вы должны уметь;
- Дайте определение орбите.
- Описывать движение тел по своим орбитам.
- Опишите запуск на орбиту.
- Расскажите о типах орбит.
Орбита относится к криволинейной траектории, по которой следует объект. Например, траектория движения Земли вокруг Солнца и траектория движения планеты вокруг звезды. Естественные или искусственные спутники также следуют по орбите. Обычно орбита представляет собой регулярно повторяющуюся траекторию. Однако орбита также может относиться к неповторяющейся траектории.
Движение объектов по орбите находится под влиянием силы тяжести и может быть аппроксимировано с помощью ньютоновской механики.
Орбиты можно понимать следующими распространенными способами;
- Сила, такая как гравитация, тянет объект по криволинейной траектории, когда объект пытается лететь по прямой.
- Когда объект притягивается к массивному телу, он падает на тело. Однако если объект имеет достаточную тангенциальную скорость, он продолжит следовать по траектории, а не упадет в тело. Объект упоминается как вращающийся вокруг тела.
Объекты в космосе, обладающие массой, притягиваются друг к другу под действием гравитации. Когда эти объекты соединяются вместе с достаточным импульсом, они вращаются вокруг друг друга.
Объекты с одинаковой массой вращаются вокруг друг друга, не имея ничего в центре. Маленькие объекты в космосе вращаются вокруг более крупных объектов. Например, в Солнечной системе Луна вращается вокруг Земли, а Земля вращается вокруг Солнца. Однако некоторые более крупные объекты не остаются полностью неподвижными. Из-за гравитации Земля немного оттягивается от своего центра Луной. Это вызывает приливы в наших океанах. Земля также немного вытягивается из своего центра Землей, а также другими планетами.
Во время создания Солнечной системы пыль, лед и газ путешествовали в пространстве с импульсом и скоростью и окружали солнце в виде облака. Поскольку солнце больше этих объектов, они под действием гравитации притягивались к солнцу, образуя вокруг него кольцо.
Со временем эти частицы начали слипаться и увеличиваться в размерах, пока не образовали планеты, астероиды и луны. По этой причине планеты вращаются вокруг Солнца, и они вращаются в том же направлении, что и частицы, и примерно в той же плоскости.
Когда ракеты запускают спутники, они выводят их на космическую орбиту. Спутник удерживается на орбите силой тяжести. Точно так же Луна удерживается на орбите Земли под действием гравитации.
Обратите внимание, что в космосе нет воздуха. Следовательно, отсутствует трение о воздух, препятствующее движению объекта в пространстве. Гравитация заставляет спутники вращаться вокруг Земли без дальнейшего сопротивления. Отправка спутников на орбиту Земли позволяет нам применять технологии в различных областях, таких как телекоммуникации, прогноз погоды, навигация и астрономические наблюдения.
Запуск на орбиту
Вывод спутников на орбиту производится с помощью ракет. Выбор ракеты-носителя зависит в первую очередь от массы спутника и расстояния от Земли, на которое должен пройти спутник. Высотная орбита или тяжелая полезная нагрузка требуют большей мощности для преодоления земного притяжения.
Типы орбит
После запуска спутник или космический корабль помещается на одну из следующих орбит;
- Геостационарная орбита. Изображение выше является иллюстрацией геостационарной орбиты. Спутники на этой орбите вращаются вокруг Земли с запада на восток над экватором и следят за вращением Земли. Они движутся с той же скоростью, что и Земля, и полный оборот занимает 23 часа 56 минут и 4 секунды. Это заставляет спутники на этой орбите казаться стационарными в фиксированном положении. Чтобы точно соответствовать вращению Земли, скорость спутников на этой орбите составляет примерно 3 километра в секунду, а высота — 35 786 километров.
- Низкая околоземная орбита. Изображение выше является иллюстрацией низкой околоземной орбиты. Эта орбита относительно близка к орбите Земли. Он расположен на высоте ниже 1000 километров и может располагаться на высоте до 160 километров над поверхностью земли. Спутники на этой орбите не должны следовать по определенному пути вокруг Земли. На этой орбите имеется более одного доступного маршрута. Это делает ее наиболее часто используемой орбитой. Это орбита, используемая для международной космической станции. Из-за непосредственной близости к земле он используется для спутниковой съемки и позволяет получать изображения высокого разрешения.
- Средняя околоземная орбита. Изображение выше является иллюстрацией средней околоземной орбиты. Он состоит из множества орбит. Спутники на этой орбите не обязаны двигаться по определенным путям. Чаще всего используется навигационными спутниками.
- Полярная орбита. Изображение выше является иллюстрацией полярной орбиты. Спутники на этой орбите движутся с севера на юг над полюсами Земли. Спутники на этой орбите не обязательно проходят мимо полюсов, так как могут отклоняться в пределах от 20 до 30 градусов. Полярные орбиты находятся на малых высотах, от 200 до 1000 километров над землей. Солнечно-синхронная орбита — это тип полярной орбиты, которая проходит над полярными регионами и синхронна с солнцем. Это означает, что спутники на этой орбите синхронизированы, чтобы находиться в одном и том же положении относительно Солнца.
- Переходная орбита. Изображение выше является иллюстрацией переходной орбиты. Эти орбиты используются для перехода с одной орбиты на другую. Когда спутники находятся на этой орбите, их легко переместить на другую орбиту. Это позволяет спутникам достигать высокой орбиты, не нуждаясь в ракете-носителе, чтобы нести ее на всем пути.
Резюме
Мы узнали это;
- Орбита относится к криволинейной траектории, по которой следует объект.
- На движение объектов по орбите влияет сила тяжести.
- Объекты с одинаковой массой вращаются вокруг друг друга, в центре которых нет ничего, кроме небольших объектов в космосе, вращающихся вокруг более крупных объектов.
- Мы используем ракеты для запуска спутников на космические орбиты.
