Saa ngapi urefu satelaiti kuruka, obiti hesabu, kasi na mwelekeo wa harakati

Kama vile viti katika ukumbi kuruhusu kuangalia tofauti katika uwakilishi wa mizunguko mbalimbali za satelaiti kutoa mtazamo, moja ni ya madhumuni yake mwenyewe. Baadhi wanaonekana kunyongwa juu ya sehemu katika uso, zinatoa maelezo ya jumla mara kwa mara ya upande mmoja wa dunia, wakati mwingine circling kuzunguka dunia yetu, siku moja kufagia juu ya maeneo mbalimbali.

aina ya mizunguko

Saa ngapi urefu flying satelaiti? Kuna aina 3 ya mizunguko ya dunia: ya juu, kati na chini. Wakati mbali juu kutoka uso kwa ujumla wengi wa hali ya hewa na baadhi satelaiti ya mawasiliano. Satellites inayozunguka kati duniani obiti ni pamoja urambazaji na maalum iliyoundwa kwa ajili ya ufuatiliaji wa kanda maalum. Wengi wa kisayansi spacecraft, ikiwa ni pamoja na mfumo wa ufuatiliaji kwa meli ya uso wa NASA Earth, ni katika obiti ya chini.

Jambo jinsi high flying satelaiti inategemea kasi ya harakati zao. Kama wewe mbinu Dunia mvuto inakuwa na nguvu, na zaidi ya harakati. Kwa mfano, NASA Aqua satellite inachukua 99 dakika ya kuruka karibu sayari saa kuhusu 705 km, na kitengo hali ya hewa, kwa mbali 35,786 km kutoka uso, itahitaji masaa 23, dakika 56 na sekunde 4. Katika umbali wa 384,403 km kutoka katikati ya Dunia Moon kutimiza mapinduzi moja katika siku 28.

aerodynamic PARADOX

satellite urefu mabadiliko pia hugeuza katika kasi obiti. Hapa kuna kitendawili. Kama satellite operator anataka kuongeza kasi yake, huwezi kukimbia injini kwa kuongeza kasi. Hii itaongeza obiti (na urefu), ambayo itasababisha kupungua kwa kasi. Badala yake, ni lazima kukimbia injini katika mwelekeo kinyume cha mwendo wa satellite, yaani. E. Kufanya hatua ambayo polepole kusonga gari duniani. Hatua hiyo itakuwa hoja hiyo chini ambayo itaongeza kasi.

makala mizunguko

Mbali na urefu, njia ya mwendo wa satellite ni sifa ya eccentricity na kupendelea. kwanza inahusiana na sura ya obiti. Satellite za eccentricity hatua pamoja trajectory karibu na mviringo. obiti eccentric ni mviringo. umbali kutoka spacecraft Duniani inategemea msimamo wake.

Mwelekeo - angle ya mzunguko na heshima kwa ikweta. satellite, ambayo ni kuzungushwa moja kwa moja juu ya ikweta, ina mteremko sifuri. Kama spacecraft hupita juu ya kaskazini na kusini fito (kijiografia na magnetic la), mwelekeo wake ni 90 °.

Wote kwa pamoja - urefu, eccentricity na mwelekeo - kuamua mwendo wa satellite na kama kutoka mtazamo wake kuangalia kama dunia.

high-Earth

Wakati satellite fika hasa 42164 km kutoka katikati dunia (karibu asilimia 36 elfu. Km kutoka uso), inaingia eneo ambapo hukutana mzunguko obiti ya sayari. Kama hatua ya mashine kwa kasi sawa na Dunia, ambayo ni. E. ya kipindi cha mapinduzi ni masaa 24, inaonekana kwamba anakaa katika mahali kwenye latitude tu, ingawa inaweza Drift kutoka kaskazini hadi kusini. Hii maalum high obiti inaitwa geosynchronous.

satellite hatua katika obiti mviringo moja kwa moja juu ya ikweta (eccentricity na mwelekeo wa sifuri) na jamaa na Dunia anasimama tuli. Yeye ni daima upande wa juu wa uhakika huo juu ya uso wake.

Geostationary obiti thamani sana kwa ufuatiliaji wa hali ya hewa, kama satelaiti yake kutoa maelezo ya jumla kuendelea eneo moja ya ardhi. Kila baada ya dakika chache, misaada ya hali ya hewa, kama vile huenda, kutoa taarifa kuhusu mawingu, mvuke wa maji na upepo, na upashaji wa taarifa ni msingi wa ufuatiliaji wa hali ya hewa ya utabiri na.

Aidha, vifaa GEO inaweza kuwa na manufaa kwa mawasiliano (simu, televisheni, radio). Huenda satelaiti kutoa kutafuta kazi na uokoaji nguzo, kutumika kusaidia katika kutafuta meli na ndege katika dhiki.

Hatimaye, wengi vysokoorbitalnyh Dunia satelaiti ni kufuatilia shughuli ya jua na kufuatilia ngazi ya mashamba magnetic na mionzi.

hesabu ya urefu wa obiti geostationary

satellite kazi kuelekea kati nguvu F _p = (M v ₁ ^{ya 2)} / R na mvuto nguvu F _t = (GM ₁ M ₂₎ / R ^2. Kwa kuwa nguvu hizi ni sawa, inawezekana equate pande wa kulia na kata yao katika ₁ M molekuli. Matokeo yake ni equation v ² = (GM ²⁾ / R. Hivyo kasi v = ((GM ₂₎ / R) ^1/2

Kwa kuwa obiti geostationary ni mduara 2πr urefu kasi orbital ni v = 2πR / T.

Kwa hiyo, R ³ = T ² GM / (4π ^2).

Tangu T = 8,64x10 ^4, G = 6,673x10 ^-11 Nm ² / kg ^2, M = 5,98x10 ²⁴ kilo, basi R = 4,23x10 mita ⁷ subtracting kutoka R. Radius Dunia, sawa 6,38x10 ⁶ m, inawezekana kujua urefu satelaiti kuruka kunyongwa juu ya hatua moja ya uso - 3,59x10 ⁷ m.

Lagrange uhakika

Nyingine mizunguko Mkuu ni Lagrange uhakika, ambapo nguvu ya mvuto wa dunia hulipwa na mvuto jua. All kwamba kuna, kwa usawa kuvutia kwa mashirika hayo ya mbinguni na huzunguka na dunia yetu kuzunguka nyota.

Ya pointi tano Lagrange katika mfumo Sun-Dunia, tu mbili za mwisho, aitwaye L5 na L4, ni thabiti. Katika maeneo mengine ya satellite ni kama mpira uwiano juu ya kilima mwinuko: yoyote perturbation kidogo itapunguza yake. Kubaki katika hali bora, spacecraft ni haja ya marekebisho mara kwa mara. Katika pointi ya mwisho wawili Lagrange satelaiti kufananishwa na mpira katika mpira: hata baada ya usumbufu nguvu, wao kuja nyuma.

L1 iko kati ya dunia na Sun, inaruhusu satelaiti ambazo ni ndani yake, kuwa na maelezo ya jumla ya mara kwa mara ya nyota wetu. SOHO jua uchunguzi, NASA satellite, Ulaya Space Agency kufuatilia jua kutoka ya kwanza Lagrange uhakika milioni 1.5 kilomita kutoka duniani.

L2 iko katika umbali sawa kutoka Dunia, lakini yuko nyuma yake. Satellites katika eneo hili inahitaji moja tu joto ngao ya kulinda kutoka mwanga wa jua na joto. Hii ni nafasi nzuri kwa darubini nafasi, kutumika kujifunza asili ya Universe kupitia uchunguzi wa microwave background mionzi.

tatu Lagrange uhakika iko mbele ya dunia upande wa pili wa jua, ili mwanga daima kati yake na dunia yetu. satellite katika nafasi hii si kuwa na uwezo wa kuwasiliana na Dunia.

imara sana nne na ya tano Lagrange hatua katika njia orbital ya sayari katika 60 ° mbele na nyuma ya Dunia.

Medium dunia obiti

Kuwa karibu na Dunia, satelaiti kwenda kwa kasi. Kuna aina mbili za ukubwa wa obiti dunia: nusu synchronous, na "Umeme."

Saa ngapi urefu flying satelaiti katika obiti nusu synchronous? Ni karibu pande (Asili eccentricity) na kuondolewa na umbali 26560 km kutoka katikati ya dunia (kuhusu 20200 km juu ya uso). Satellite katika urefu hii inafanya mzunguko kamili ya kila saa 12. Angalau harakati zake dunia inavyozunguka chini. Kwa h 24 na inayokutana pointi mbili kufanana juu ya ikweta. obiti Hii ni thabiti na wenye kutabirika. matumizi ya mfumo wa kimataifa nafasi GPS.

Orbit "umeme" (mwelekeo 63,4 °) hutumika kuchunguza katika latitudo ya juu. satelaiti geostationary zinatokana na ikweta, hivyo haifai kwa umbali mrefu mikoa ya kaskazini au ya kusini. obiti haya eccentric kabisa: spacecraft hatua pamoja duaradufu vidogo na dunia, iko karibu na makali moja. Tangu satellite ni kuharakisha na mvuto, hatua haraka sana wakati ni karibu na dunia yetu. Unapofuta kasi kupungua chini, hivyo hutumia muda zaidi utafutaji juu ya obiti katika mbali kutoka nje ya Dunia, umbali na ambayo inaweza kufikia 40 elfu. Km. orbital kipindi ni saa 12, lakini kuhusu theluthi mbili ya muda satellite inatumia zaidi ulimwengu wa moja. Kama nusu synchronous obiti satellite hupita kupitia njia hiyo hiyo kila baada ya saa 24. Ni kutumika kwa ajili ya mawasiliano katika mbali kaskazini au kusini.

za dunia

Wengi satelaiti kisayansi, watu wengi wa hali ya hewa na nafasi kituo cha ni katika karibu mviringo chini obiti dunia. mteremko yao inategemea ufuatiliaji wanachofanya. TRMM ilizinduliwa kwa ajili ya ufuatiliaji wa mvua ya kitropiki, hivyo ina duni mwelekeo (35 °), kama bado ni karibu na ikweta.

uchunguzi wengi kutoka NASA satelaiti na karibu polar obiti vysokonaklonnuyu. hatua spacecraft kote duniani kutoka kwa pole pole kwa muda wa dakika 99. Nusu ya muda itapita juu ya upande mchana wa dunia, na urudi kwa usiku juu ya mti.

Kama mwendo wa satellite dunia inavyozunguka chini. Wakati kitengo inaingia sehemu mwanga, ni juu ya eneo karibu na eneo ya kifungu ya mzunguko wake wa mwisho. Katika kipindi cha saa 24 satelaiti polar kufunika zaidi ya Dunia mara mbili, mara moja kwa siku na mara moja wakati wa usiku.

Sun-synchronous obiti

Kama vile satelaiti geosynchronous Sharti uwe na ikweta, kuwaruhusu kubaki kwenye mmoja, polar inayozunguka-kuwa na uwezo wa kukaa katika wakati mmoja. obiti yao ni jua synchronous - katika makutano ya ikweta spacecraft mtaa wa jua daima ni sawa. Kwa mfano, Terra satellite anavuka Brazil daima saa 10:30 asubuhi. Next makutano baada dk 99 juu ya Ecuador au Colombia pia hutokea saa 10:30 ndani ya muda.

Sun-synchronous obiti ni muhimu kwa ajili ya sayansi, kwani inaruhusu kudumisha angle ya jua kuanguka juu ya uso wa dunia, pamoja na kwamba itakuwa kutofautiana kulingana na msimu. uthabiti Hii ina maana kwamba wanasayansi wanaweza kulinganisha kwa miaka kadhaa bila ya kuwa na wasiwasi kuhusu anaruka kubwa mno katika mavazi ya wakati mmoja picha ya miaka dunia, ambayo inaweza kujenga udanganyifu wa mabadiliko. Bila obiti jua synchronous itakuwa vigumu kuweka wimbo wao baada ya muda, na kukusanya taarifa zinazohitajika kwa ajili ya utafiti wa mabadiliko ya tabianchi.

njia ya satellite ni mdogo sana. Kama ni katika urefu wa 100 km, obiti lazima mteremko wa 96 °. kupotoka yeyote haikubaliki. Kwa kuwa upinzani wa anga na nguvu ya kuvutia ya jua na mwezi wa obiti kubadilisha vifaa, ni lazima mara kwa mara kubadilishwa.

Kuweka katika obiti: Uzinduzi

uzinduzi inahitaji nishati, kiasi cha ambayo inategemea na eneo la pedi uzinduzi, urefu na mteremko wa trajectory baadaye ya harakati zake. Kufikia kijijini obiti, ni required kutanua nishati zaidi. Satelaiti kwa kupendelea kubwa (kwa mfano, polar) ni zaidi utumiaji wa nishati kuliko wale circling juu ikweta. Kuweka katika obiti kwa mwelekeo chini cha kusaidia mzunguko wa dunia. International Space Station ni kusonga kwa pembeni 51,6397 °. Hii ni muhimu ili kuhakikisha kuwa nafasi ya kuhamisha na makombora ya Urusi yalikuwa rahisi zaidi kufikia yake. urefu wa ISS - 337-430 km. satelaiti polar, kwa upande mwingine, kwa njia ya kunde wa Dunia hawapati, hivyo huhitaji nguvu zaidi ya kupanda umbali huo.

marekebisho

Baada ya uzinduzi wa satellite ni muhimu kufanya juhudi za kuifanya obiti fulani. Kwa kuwa dunia si nyanja kamili, uzito wake ni imara katika baadhi ya maeneo. unevenness Hii, pamoja na mvuto wa jua, mwezi na Jupiter (sayari kubwa zaidi ya mfumo wa jua), mabadiliko mwelekeo wa obiti. Katika nafasi yake ya maisha huenda satelaiti kusahihishwa mara tatu au nne. vifaa LEO NASA lazima kurekebisha Tilt yake kila mwaka.

Aidha, karibu-Dunia satelaiti huathiri anga. tabaka kushinda, ingawa wachache sana, wana nguvu ya upinzani wa kutosha kwa kuwaleta karibu na Dunia. athari ya mvuto husababisha kuongeza kasi ya satelaiti. Baada ya muda, wao ni kuchomwa katika ond kuzama chini na kasi katika anga, au kuanguka nyuma ya Dunia.

Air upinzani lina uzito pale jua ni kazi. Kama hewa katika puto expands na kuongezeka wakati moto, inapanuka na kuongezeka anga jua anatoa ni nishati ya ziada. Sparse tabaka anga akipanda na kuchukua nafasi yao denser. Kwa hiyo, satelaiti inayozunguka dunia itabadilika nafasi yake kuhusu mara nne kwa mwaka ili kufidia buruta anga. Wakati shughuli ya jua kiwango cha juu, nafasi ya kifaa na kurekebisha kila baada ya wiki 2-3.

Nafasi debris

Sababu ya tatu, na kulazimisha yangu ndani ya obiti - nafasi debris. Moja ya mawasiliano satellite Iridium iligongana na isiyofanya kazi Russian spacecraft. Kwa sababu ya kuvunja up, kujenga uchafu wingu yenye sehemu zaidi ya 2,500. Kila kipengele imeongezwa kwenye orodha, ambayo sasa ni pamoja na vitu zaidi ya 18,000 wenye asili ya anthropogenic.

NASA makini wachunguzi kila kitu ambayo inaweza kupata njia ya satelaiti, yaani. A. Kutokana na uchafu mara kwa mara alikuwa na mabadiliko ya obiti.

Center Mission Control wahandisi kufuatilia hali ya satelaiti na nafasi debris, ambayo inaweza kuingilia kati na harakati na kama inavyotakiwa kwa makini mpango ujanja evasive. mipango ya timu hiyo na hufanya ujanja wa kurekebisha Tilt na urefu wa satelaiti.