Mục tiêu học tập
Đến cuối bài học này, bạn sẽ có thể;
- Xác định quỹ đạo.
- Mô tả chuyển động của vật trên quỹ đạo của chúng.
- Mô tả phóng lên quỹ đạo.
- Giải thích các loại quỹ đạo.
Một quỹ đạo đề cập đến một quỹ đạo cong mà một vật thể đi theo. Ví dụ, quỹ đạo của trái đất quanh mặt trời và quỹ đạo của một hành tinh quanh một ngôi sao. Các vệ tinh tự nhiên hoặc nhân tạo cũng đi theo quỹ đạo. Thông thường, một quỹ đạo là một quỹ đạo lặp đi lặp lại thường xuyên. Tuy nhiên, quỹ đạo cũng có thể đề cập đến quỹ đạo không lặp lại.
Chuyển động của các vật thể theo quỹ đạo bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn và có thể được tính gần đúng bằng cơ học Newton.
Các quỹ đạo có thể được hiểu theo những cách phổ biến sau đây;
- Một lực, giống như lực hấp dẫn, kéo một vật thể qua một đường cong khi vật thể đó cố gắng bay theo một đường thẳng.
- Khi một vật thể bị kéo về phía một vật thể nặng, vật thể đó sẽ rơi về phía vật thể đó. Tuy nhiên, nếu vật thể có đủ vận tốc tiếp tuyến, nó sẽ tiếp tục đi theo quỹ đạo và không rơi vào cơ thể. Đối tượng được gọi là quay quanh cơ thể.
Các vật thể trong không gian có khối lượng thì hút nhau do trọng lực. Khi các vật thể này được mang lại gần nhau, với đủ động lượng, chúng sẽ quay quanh nhau.
Các vật thể có cùng khối lượng quay quanh nhau mà không có gì ở tâm. Các vật thể nhỏ trong quỹ đạo không gian xung quanh các vật thể lớn hơn. Ví dụ, trong hệ mặt trời, mặt trăng quay quanh trái đất và trái đất quay quanh mặt trời. Tuy nhiên, một số vật thể lớn hơn không đứng yên hoàn toàn. Do lực hấp dẫn, trái đất bị mặt trăng kéo nhẹ khỏi trung tâm của nó. Điều này gây ra thủy triều trong đại dương của chúng ta. Trái đất cũng bị trái đất cũng như các hành tinh khác kéo nhẹ ra khỏi tâm của nó.
Trong quá trình tạo ra hệ mặt trời, bụi, băng và khí di chuyển trong không gian với cả động lượng và tốc độ, và bao quanh mặt trời dưới dạng một đám mây. Vì mặt trời lớn hơn những vật thể này nên chúng bị hấp dẫn bởi lực hấp dẫn về phía mặt trời, tạo thành một vòng bao quanh nó.
Theo thời gian, những hạt này bắt đầu kết tụ lại với nhau và lớn dần lên cho đến khi chúng hình thành các hành tinh, tiểu hành tinh và mặt trăng. Đây là lý do tại sao các hành tinh có quỹ đạo quay quanh mặt trời, và chúng quay cùng hướng với các hạt, và gần như trên cùng một mặt phẳng.
Khi tên lửa phóng vệ tinh, chúng định vị chúng vào quỹ đạo trong không gian. Vệ tinh được duy trì ở quỹ đạo bằng lực hấp dẫn. Tương tự như vậy, mặt trăng được giữ trong quỹ đạo của trái đất bởi lực hấp dẫn.
Lưu ý rằng trong không gian, không có không khí. Do đó, không có ma sát không khí để cản trở chuyển động của một vật thể trong không gian. Lực hấp dẫn làm cho các vệ tinh quay quanh trái đất mà không gặp bất kỳ lực cản nào nữa. Việc gửi các vệ tinh lên quỹ đạo của trái đất cho phép chúng ta áp dụng công nghệ trong các lĩnh vực khác nhau như viễn thông, dự báo thời tiết, điều hướng và quan sát thiên văn.
Phóng lên quỹ đạo
Việc phóng vệ tinh lên quỹ đạo được thực hiện bằng tên lửa. Việc lựa chọn phương tiện phóng phụ thuộc chủ yếu vào khối lượng của vệ tinh và khoảng cách từ trái đất mà vệ tinh cần di chuyển. Quỹ đạo ở độ cao lớn hoặc tải trọng lớn đòi hỏi nhiều năng lượng hơn để vượt qua lực hấp dẫn của trái đất.
Các loại quỹ đạo
Khi một vệ tinh hoặc tàu vũ trụ được phóng lên, nó sẽ được đặt vào một trong các quỹ đạo sau;
- Quỹ đạo địa tĩnh. Hình ảnh trên là một minh họa về một quỹ đạo địa tĩnh. Các vệ tinh trong quỹ đạo này quay quanh trái đất từ tây sang đông, phía trên đường xích đạo và theo vòng quay của trái đất. Chúng chuyển động cùng tốc độ với trái đất và mất 23 giờ 56 phút 4 giây để hoàn thành một vòng quay. Điều này làm cho các vệ tinh trong quỹ đạo này có vẻ đứng yên ở một vị trí cố định. Để phù hợp hoàn hảo với vòng quay của trái đất, tốc độ của các vệ tinh trên quỹ đạo này xấp xỉ 3 km/giây và độ cao 35.786 km.
- Quỹ đạo trái đất thấp. Hình ảnh trên là một minh họa về quỹ đạo thấp của trái đất. Quỹ đạo này tương đối gần với quỹ đạo của trái đất. Nó nằm ở độ cao dưới 1000 km và có thể nằm ở độ cao 160 km so với bề mặt trái đất. Các vệ tinh trong quỹ đạo này không phải đi theo một con đường cụ thể xung quanh trái đất. Có nhiều hơn một tuyến đường có sẵn trong quỹ đạo này. Điều này làm cho nó trở thành quỹ đạo được sử dụng phổ biến nhất. Đây là quỹ đạo được sử dụng cho trạm vũ trụ quốc tế. Do gần trái đất, nó được sử dụng cho hình ảnh vệ tinh và tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao.
- Quỹ đạo trái đất trung bình. Hình ảnh trên là minh họa cho quỹ đạo trung bình của trái đất. Điều này được tạo thành từ một loạt các quỹ đạo. Các vệ tinh trong quỹ đạo này không bắt buộc phải đi theo những con đường cụ thể. Nó được sử dụng phổ biến nhất bởi các vệ tinh định vị.
- Quỹ đạo cực. Hình ảnh trên là một minh họa của một quỹ đạo cực. Các vệ tinh trong quỹ đạo này di chuyển từ bắc xuống nam qua các cực của trái đất. Các vệ tinh trong quỹ đạo này không nhất thiết phải đi ngang qua các cực, vì chúng có thể lệch trong khoảng 20 đến 30 độ. Các quỹ đạo cực được tìm thấy ở độ cao thấp, cách trái đất từ 200 đến 1000 km. Quỹ đạo đồng bộ mặt trời là một loại quỹ đạo cực chạy trên các Vùng cực và đồng bộ với mặt trời. Điều này có nghĩa là các vệ tinh trong quỹ đạo này được đồng bộ hóa để ở cùng một vị trí so với mặt trời.
- Quỹ đạo chuyển giao. Hình ảnh trên là minh họa về quỹ đạo chuyển giao. Những quỹ đạo này được sử dụng để đi từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác. Khi vệ tinh đang ở quỹ đạo này, người ta dễ dàng di chuyển chúng sang quỹ đạo khác. Điều này cho phép các vệ tinh đạt đến quỹ đạo tầm cao mà không cần phương tiện phóng để mang nó đi hết quãng đường.
Tóm lược
Chúng tôi đã học được điều đó;
- Một quỹ đạo đề cập đến một quỹ đạo cong mà một vật thể đi theo.
- Chuyển động của các vật theo quỹ đạo đều chịu tác dụng của trọng lực.
- Các vật thể có cùng khối lượng quay quanh nhau mà không có gì ở tâm ngoài các vật thể nhỏ trong quỹ đạo không gian xung quanh các vật thể lớn hơn.
- Chúng tôi sử dụng tên lửa để phóng vệ tinh vào quỹ đạo không gian.
