Hogy milyen magasságban repülő műhold pályára számítás, a sebesség és a mozgás iránya

Csakúgy, mint az ülések a színházban Eltérő pillantást az ábrázolás különböző pályája a műholdak nyújtanak perspektívát, amelyek mindegyike saját célját. Néhány úgy tűnik, hogy lógott a pont a felszínen, ezek biztosítják az állandó áttekintést egyik oldalán a Föld, míg a másik köröznek bolygónk, egy nap söprés több helyszínen.

típusú pályák

Hogy milyen magasságban repülő műhold? Vannak 3 típusú föld kering: magas, közepes és alacsony. Nagy legtávolabb a felszínen általában sok időjárás és néhány kommunikációs műholdak. Műhold kering közepes Föld körüli pályára a navigáció és különleges megfigyelésére terveztek egy adott régióban. A legtöbb tudományos űrhajó, beleértve a monitoring rendszer felületén flotta NASA Földön, alacsony pályán.

Számít, milyen nagy repülő műhold sebességétől függ mozgásuk. Ahogy közeledik a Föld gravitációs erősebbé válik, és gyorsabb mozgás. Például a NASA Aqua műhold körülbelül 99 percet repülni a bolygó körül 705 km, és a meteorológiai egység, egy távoli 35.786 km-re a felszíni lenne szükség 23 óra, 56 perc és 4 másodperc. A parttól 384.403 km-re a központtól a Hold a Föld egy fordulatot a 28 nap alatt.

aerodinamikai paradoxon

műholdas magasságban is változás módosítja olyan pályán sebességet. Itt van egy paradoxon. Ha a műhold-üzemeltető akarja növelni a sebességet, akkor nem csak futtatni a motor gyorsulása. Ez növelni fogja a pályán (és magasság), ami vezet, hogy csökken a sebesség. Ehelyett meg kell futtatni a motort az ellenkező irányba a mozgás a műhold, azaz a. E. művelet végrehajtásához, amely lassan mozgó jármű a Földön. Az ilyen fellépés mozog az alábbiakban, amely növeli a sebességet.

Jellemzők pályák

Amellett, hogy a magasság, a mozgás pályáját a műhold jellemzi különcség és dőlésszög. Az első tárgya az alak a pályára. Műholdas alacsony különcség mentén halad pályája közel kör alakú. Az excentrikus pályája elliptikus. A távolság a Föld űrhajó függ álláspontját.

Hajlása - a szög a pályára tekintetében az egyenlítő. A műhold, amely úgy forgott az egyenlítő nulla lejtőn. Ha az űrhajó áthalad az északi és a déli pólus (földrajzi és mágneses sem), a dőlése 90 ° C.

Minden együtt - magasság, különcség és dőlésszög - meghatározza a mozgás a műholdas és hasonlók az ő szemszögéből fog kinézni, mint a föld.

high-Föld

Amennyiben a műholdas éri el pontosan 42164 km-re a Föld középpontja (körülbelül 36 ezer. Km van a felszíntől), belép a zónába, ahol találkozik a forgatás pályára a bolygó. Mivel a gép mozog ugyanolyan sebességgel, mint a Föld, ez van. E. A keringési idejének 24 óra, úgy tűnik, hogy marad a helyén csak hosszúság, bár lehet sodródni észak-déli irányban. Ez a speciális magas pályán hívják geosynchronous.

A műhold mozog körpályára közvetlenül az Egyenlítő felett (a különcség és dőlésszöge nulla), és a Földhöz képest mozdulatlan. Mindig felett található ugyanazon a ponton a felszínén.

Geostacionárius pályán rendkívül fontos az időjárás-megfigyelési, mint a műholdak rajta folyamatos áttekintést az azonos felületű. Pár perc alatt a meteorológiai segédeszköz, mint a GOES, tájékoztatást nyújt a felhők, a vízgőz és a szél, és az állandó információáramlást az alapja a monitoring és időjárás-előrejelzést.

Ezen túlmenően, a GEO eszközök hasznos lehet a kommunikáció (telefon, televízió, rádió). GOES műholdak biztosít álláskeresés és mentő jeladó, használt támogatás a keresési hajók és légi járművek veszélyben.

Végül sok vysokoorbitalnyh Föld műholdak figyelik a naptevékenység és szintjének ellenőrzése mágneses mezők és sugárzás.

A számítás a magassága a geostacionárius pályán

A műhold működik centripetális erő F _p = (M v ₁ ²⁾ / R és a gravitációs erő F _t = (GM ₁ M ₂₎ / R ^2. Mivel ezek az erők azonos, lehetőség van arra, hogy kiegyenlíti a jobb oldalon, és vágjuk ₁ M tömege. Az eredmény az egyenlet v ² = (GM ²⁾ / R. Ezért a sebesség v = ((GM ₂₎ / R) ^1/2

Mivel a geostacionárius pályán egy kör 2πr hossza orbitális sebesség v = 2πR / T.

Ennélfogva, R ³ = T ² GM / (4π ^2).

Mivel a T = 8,64x10 ^4, G = 6,673x10 ^-11 Nm ² / kg ^2, M = 5,98x10 ²⁴ kg, akkor R = 4,23x10 ⁷ m kivonjuk R. Föld sugara, egyenlő 6,38x10 ⁶ m, lehetséges, hogy ismerjük a magasságban műholdak repülni lóg egy ponton a felület - 3,59x10 ⁷ m.

Lagrange pont

Más nagy pályája a Lagrange pont, ahol az erő a Föld gravitációs kompenzálja a Nap gravitációja. Minden, ami van, egyformán vonzza ezeket égitestek és forog a mi bolygónk a csillag körül.

Az öt Lagrange-pontok a Nap-Föld rendszer, csak az utolsó két, úgynevezett L5 és L4, stabilak. A többi műhold, mint egy labda egyensúlyban tetején egy meredek dombon: minden csekély perturbáció tolja. Ahhoz, hogy továbbra is egy kiegyensúlyozott állapot, az űrhajó van szüksége állandó kiigazítást. Az utolsó két pont a Lagrange műholdak hasonlítható egy labdát a labda: még azután is, egy erős zavar, hogy vissza fog térni.

L1 között található a Föld és a Nap, lehetővé teszi, hogy a műholdak, amelyek benne, hogy van egy állandó áttekintést a csillag. A SOHO Solar Observatory, NASA műhold, az Európai Űrügynökség követni a nap az első Lagrange pont 1,5 millió kilométerre a Földtől.

L2 található ugyanabban a távolság a Föld, de a háta mögött. Műholdak ezen a helyen kizárólag egy hőpajzs védve napfény és hő. Ez egy jó hely űrteleszkóp, tanulmányozására használható jellege az Univerzum át tapasztalatait a mikrohullámú háttérsugárzás.

Egy harmadik Lagrange pont előtt helyezkedik el a Föld másik oldalán a nap, hogy a fény mindig közte és a bolygónkat. A műhold ebben a helyzetben nem lesz képes kommunikálni a Földet.

Rendkívül stabil negyedik és ötödik Lagrange pont körpályán a bolygó 60 ° előtti és mögötti Földön.

Közepes Föld körüli pályára

Közelebb van a Föld, a műholdak gyorsabb. Két közepes Föld körüli pályára: félig szinkron, és a „Villám”.

Hogy milyen magasságban repülő műhold egy félig szinkron pályára? Ez majdnem kör alakú (alacsony excentricitás), és eltávolítottuk egy távolság 26560 km-re a Föld középpontja (mintegy 20200 km-rel a felület). Műholdas ebben a magasságban miatt a teljes forgatás 12 óránként. Legalábbis mozdulatai a Föld forog alatta. 24 órán metszi két azonos pontot az egyenlítőtől. Ez a pálya összhangban van és nagyon kiszámítható. A rendszer globális helymeghatározó GPS.

Orbit „Lightning” (dőlés 63,4 °) használható, hogy megfigyeljék a magasabb szélességi fokokon. A geostacionárius műholdak csatolták az egyenlítő, így nem alkalmas a hosszú távú északi vagy déli régiókban. Ez a pálya meglehetősen excentrikus: az űrhajó mozog, hosszúkás ellipszis a Föld, közel egyik szélét. Mivel a műhold felgyorsul a gravitáció, akkor nagyon gyorsan mozog, ha közel van a bolygónk. Ha törli a sebesség lelassul, így több időt tölt a tetején a pálya legtávolabbi szélétől a Föld, a távolság, amely elérheti a 40 ezret. Km. keringési ideje 12 óra, de mintegy kétharmada az idő a műholdas költ több mint egy féltekén. Mint a félig szinkron pályára műholdas átmegy ugyanazon az úton minden 24 órában. Ezt alkalmazzák a kommunikáció a távoli északi vagy déli.

alacsony Föld

A legtöbb tudományos műholdak, sok meteorológiai és a tér állomás a közeli alakú alacsony Föld körüli pályán. Lejtése függ nyomon, hogy mit csinálnak. TRMM indult felügyeletéért trópusi eső, így viszonylag alacsony hajlásszögű (35 ° C), míg a fennmaradó az egyenlítő közelében.

Számos megfigyelés a NASA műholdak közel poláris pályán vysokonaklonnuyu. Az űrhajó mozog a Föld körül a pole a pole egy időszak 99 perc. Fele annyi idő alatt halad át a nappali oldalon a bolygó, és visszatér a éjszaka a pole.

Mivel a mozgás a műholdas Föld forog alatta. Mire az egység belép a megvilágított részt, így több mint egy olyan terület melletti területen a áthaladását az utolsó pályáján. Ez alatt a 24 órás időszak poláris műholdak terjed leginkább a Föld két alkalommal a nap, és egyszer este.

Nap-szinkron pályára

Ahogyan a geostacionárius műholdakkal kell lennie az Egyenlítő felett, amely lehetővé teszi számukra, hogy továbbra is egy pont, poláris pályán haladó képesek marad ugyanabban az időben. Pályájuk egy Nap-szinkron - találkozásánál az egyenlítő űrhajó helyi szoláris idő mindig ugyanaz. Például Terra műhold áthalad Brazília mindig 10:30. Következő kereszteződés után 99 percen át Ecuador vagy Kolumbia is előfordul, 10:30 helyi idő szerint.

Nap-szinkron pályára van szükség a tudomány, mivel lehetővé teszi, hogy fenntartsák a szög a napfény éri a Föld felszíne, bár ez függ a szezonban. Ez a következetesség azt jelenti, hogy a tudósok összehasonlíthatja évekig, anélkül, hogy aggódnia túl nagy ugrásokat, amely egyszeri képek a bolygó év, ami azt a benyomást kelthetik a változás. Anélkül, hogy a Nap-szinkron pályára nehéz lenne nyomon követni őket idővel, és összegyűjteni a szükséges információkat a tanulmány a klímaváltozás.

Az útvonal a műhold nagyon korlátozott. Ha ez egy magasságban 100 km, a pályán kell egy lejtőn 96 °. Bármilyen eltérés elfogadhatatlan. Mivel az ellenállás a légkör és a vonzó erő a Nap és a Hold pályájának megváltoztatására berendezésre, akkor rendszeresen kell igazítani.

Tedd pályára: Launch

A dob energiát igényel, amelynek összege attól függ, hogy a helyét a kilövő, a magasság és a lejtőn a jövőbeli pályáját a mozgás. Ahhoz, hogy elérjük a távoli pályára, arra van szükség, hogy több energiát. Műholdak jelentős hajlam (például poláros) több energiát fogyaszt, mint azok fölött kering az Egyenlítő. Tedd pályára egy alacsony hajlásszögű, hogy segítse a Föld forgása. A Nemzetközi Űrállomás halad szögben 51,6397 °. Erre azért van szükség, hogy az űrsikló és az orosz rakéták könnyebb eljutni vele. A magasság az ISS - 337-430 km. Polar műholdak, másrészt révén az impulzus a Föld nem kap, így több energiát igényel mászni azonos távolságra.

beállítás

Miután a dob a műhold szükséges, hogy tegyen erőfeszítéseket, hogy tartsa egy bizonyos pályára. Mivel a Föld nem tökéletes gömb, a gravitáció erősebb néhány helyen. Ez egyenetlenségek, amellett, hogy a vonzereje a Nap, a Hold és a Jupiter (a legnagyobb tömegű bolygó a Naprendszer), megváltoztatja a hajlandóság a pályára. Egész életében összesen GOES műholdak korrigált három vagy négy alkalommal. LEO NASA eszközöknek meg kell igazítania tilt évente.

Ezen túlmenően, a Föld-közeli műholdak befolyásolja a hangulatot. A legfelső réteg, de elég ritka, hogy egy elég erős ellenállást felhívni őket közelebb a Földre. A gravitációs hatást eredményezi, hogy a gyorsulás a műholdak. Idővel kiégnek spirál süllyedő alsó és gyorsabb a légkörbe, vagy esik vissza a Földre.

Légellenállás erősebb, ha a Nap aktív. Csakúgy, mint a levegő a léggömb kitágul és emelkedik hevítve, kitágul, és emelkedik a légkörben, amikor a Nap adja többlet energiát. Ritka légköri rétegek felemelkedjen, és elfoglalják helyüket sűrűbb. Ezért a műhold kering a Föld kellene változtatni álláspontját körülbelül négyszer egy évben, hogy ellensúlyozzuk a légköri húzza. Amikor napenergia maximális aktivitással, a helyzete a készülék be kell állítani minden 2-3 hétben.

űrszemét

A harmadik ok, arra kényszerítve engem pályára - űrszemét. Az egyik kommunikációs műhold Iridium összeütközött egy nem működő orosz űrhajó. Szakítottak, ami egy törmelék felhő, amely több mint 2500 rész. Minden elem került az adatbázisba, amely jelenleg több mint 18.000 tárgyak az emberi eredetű.

A NASA folyamatosan figyeli mindent, ami az útjába műholdak, azaz a. A. miatt törmeléket már többször kellett változtatni pályára.

Center Mission Control mérnökök állapotának nyomon követésére a műholdak és űrszemét, amelyek zavarhatják a mozgás és a megkövetelt gondosan megtervezni kitérő manővereket. Ugyanez a csapat terveit, és elvégzi manőverek a dőlés beállítását és magasságát a műhold.