Millisel kõrgusel lendavad satelliidid, orbiidil arvutus, kiiruse ja liikumise suuna

Nii nagu istmed teatris võimaldada erinevate pilk esindatuse eri orbiitide satelliidid annavad perspektiivi, millest igaüks on oma eesmärk. Mõned tunduvad olevat ripub punkt pinnal, nad pakuvad pidevat ülevaadet üks pool maakera, samas kui teine ringilt ümber meie planeedi üks päev pühkima üle mitu asukohta.

tüüpi orbiidil

Millisel kõrgusel lendavad satelliidid? Seal on 3 liiki maa tiirleb: kõrge, keskmine ja madal. Kõrge kaugemal asuv pind on üldiselt palju ilmast ja mõned sidesatelliitidest. Satelliitide orbiidi keskmise kõrgusega orbiidile hulka navigatsiooni ja eriline disainitud jälgimaks konkreetses piirkonnas. Enamik teaduse kosmoselaev, sealhulgas seiresüsteem pinna laevastiku NASA Earth, on madala orbiidil.

Ükskõik kui kõrge lennuga satelliitide sõltub kiirus nende liikumist. Nagu te läheneda Maa gravitatsiooni muutub tugevamaks ja kiiremini liikumist. Näiteks NASA Aqua satelliit kestab umbes 99 minutit sõita ümber planeedi umbes 705 km, ja meteoroloogiliste üksus, serveri 35786 km kaugusel pinnast, see eeldaks 23 tundi, 56 minutit ja 4 sekundit. Kaugusel 384403 km kaugusel Maa Kuu ühe täisringi 28 päeva.

aerodünaamiline paradoks

satelliit kõrgusel muutus ka muudab seda orbiidil kiirusega. Siin on paradoks. Kui satelliit operaator soovib suurendada oma kiiruse, ta ei saa lihtsalt käivitada mootorid kiirendus. See suurendab orbiidil (ja kõrgus), mis viib langus kiirus. Selle asemel, siis tuleb käivitada mootori vastupidises suunas liikumise satelliit, st. E. sooritada toimingut, mis aeglaselt liikuva sõiduki Maal. Selline tegevus liigub see allapoole, mis suurendab kiirust.

Omadused tiirleb

Lisaks kõrgus, tee liikumise satelliit iseloomustab ekstsentrilisus ja kallet. Esimene neist on seotud kuju orbiidil. Kaabel madala ekstsentrilisuse liigub mööda trajektoori lähedaste ringikujuline. Ekstsentriline orbiit on elliptiline. Kaugus kosmoselaev Maa sõltub positsioonist.

Kalle - nurk orbiidi suhtes ekvaatorit. Satelliidi, mis on pööratud otse üle ekvaatori, on null kalle. Kui kosmoselaev läbib põhja ja lõunapoolusel (geograafilise ja magnetilise mitte), kaldenurk on 90 °.

Kõik koos - kõrgus, ekstsentrilisus ja kalle - määravad liikumise satelliit jms oma seisukohast näeb maa.

kõrge Maa

Kui satelliit jõuab täpselt 42164 km kaugusel Maa keskel (umbes 36 tuhat krooni. Km kaugusel pinnale), siis siseneb tsooni, kus see vastab rotatsiooni orbiidile planeedi. Kuna masin liigub sama kiirusega nagu Maa, mis on. E. Selle aja revolutsioon on 24 tundi, tundub, et see püsiks ainult pool, kuigi see võib triivida põhjast lõunasse. See eriline kõrge orbiidil nimetatakse geosünkroonse.

Satelliidi liigub ringorbiidile vahetult eespool ekvaatori (ekstsentrilisuse ja kalde null) ning võrreldes Maa seisab paigal. Ta asub alati eespool sama punkt selle pinnal.

Geostatsionaarorbiidi väga väärtuslik ilm seire, nagu satelliidid selle pidevat ülevaadet sama pindalaga. Iga paari minuti Raadiometeoroloogia, nagu lehtterase anda teavet pilved, veeaur ja tuule ja pidevat teavet on aluseks järelevalvele ja ilmaennustuse.

Lisaks GEO seadmed võivad olla kasulikud kommunikatsioon (telefoniside, televisiooni, raadio). Suundorienteeritud struktuuriga elektrotehnilise lehtterase satelliidid annavad tööd otsingu- ja päästetööde majaka, kasutatakse abi otsingu laevade ja õhusõidukite sattunud.

Lõpuks, paljud vysokoorbitalnyh Maa satelliitide jälgimise päikese aktiivsuse ja taseme jälgimist magnetväljade ja kiirgus.

Arvutamisel kõrgus geostatsionaarorbiidi

Satelliidi tegutseb tsentripetaaljõu F _p = (M v ₁ ²⁾ / P ja gravitatsioonijõud F _t = (GM _{1M 2)} / ^R2. Kuna need jõud on võrdsed, siis on võimalik võrdsustada paremal küljel ja lõika need ₁ M mass. Tulemuseks on võrrand v ² = (GM ²⁾ / R. Seega kiirus v = ((GM ₂₎ / R) ^1/2

Kuna geostatsionaarorbiidi on ring 2πr pikkus orbiidi kiirus on v = 2πR / T.

Seega, ^R3 = ^T2 GM / (4π ^2).

Kuna T = 8,64x10 ^4, G = 6,673x10 ^-11 Nm ² / kg ^2, M = 5,98x10 ²⁴ kg, siis R = 4,23x10 ⁷ m lahutades R. Earth raadiuses võrdse 6,38x10 ⁶ m, siis on võimalik teada kõrgusele satelliitide lennuloaks riputamise ühes punktis pinna - 3,59x10 ⁷ m.

Lagrange punktis

Muud Great tiirleb Lagrange'i punktis, kus kehtivad Maa gravitatsiooni kompenseeritakse Päike tõmbab. Kõik, mis on võrdselt huvitatud nende taevakehade ja pöörab meie planeedi ümber tähe.

Viie Lagrange'i punktide Sun-Maa süsteemi, vaid kaks viimast, mida nimetatakse L5 ja L4 on stabiilne. Ülejäänud satelliit on nagu pall tasakaalustada peal järsu mäe: iga väikese häirituse push seda. Jääda tasakaalustatud olekus, kosmoselaevad vajab pidevat kohandamist. Viimase kahe punkti Lagrange'i satelliitide võrreldud palli palli: isegi pärast tugevat häireid, nad tulevad tagasi.

L1 paikneb Maa ja Päikese võimaldab satelliidid, mis on see, et on pidev ülevaade meie täht. SOHO päikeseenergia jälgimissüsteem, NASA satelliit, Euroopa Kosmoseagentuuri jälgida päikese esimesest Lagrange punktis 1.5 miljoni kilomeetri kaugusel Maa.

L2 asub võrdsel kaugusel Maa, kuid on tema selja taga. Satelliidid selles asukohas nõuab ainult üht soojuse kilp kaitsta päikese valguse ja soojuse. See on hea koht ruumi teleskoobid, mida kasutatakse, et uurida, milline on Universumi läbi vaatlusi mikrolaineahjus taustkiirgus.

Kolmas Lagrange'i punktis paiknevad Maa teisel pool päikest nii et valgus on alati tema ja meie planeedil. Satelliidi selles asendis ei saa suhelda Maa.

Äärmiselt stabiilne neljas ja viies Lagrange punktis orbiidi tee planeedil 60 ° ees ja taga Maa.

Keskmise kõrgusega orbiidile

Olles lähemale Maa satelliitide liikuda kiiremini. On kaks keskmise Maa orbiidil: poolsünkroonses ja "Lightning".

Millisel kõrgusel lendavad satelliiti poolsünkroonses orbiidil? See on peaaegu ringikujuline (madal ekstsentrilisus) ja eemaldada kaugusel 26560 km kaugusel Maa keskel (umbes 20200 km kõrgusel pinnast). SAT sellel kõrgusel teeb täispöörde iga 12 tunni jooksul. Vähemalt tema liikumist Maa pöörleb all. 24 h ja see lõikub kaks identset punktid ekvaatoril. See orbiidil on järjekindel ja väga ootuspärased. Süsteem kasutab globaalse positsioneerimissüsteemi GPS.

Orbit "Lightning" (kalle 63,4 °) kasutatakse jälgida suurtel laiuskraadidel. Geostationary satelliidid on lisatud ekvaatorist, et nad ei sobi pikamaa-Põhja või Lõuna piirkondades. See orbiit on üsna ekstsentrilise: kosmoseaparaadi liigub piki piklikku ellips Maa, mis asub ühel serval. Kuna satelliit on kiirendatud raskust, see liigub väga kiiresti, kui see on lähedal meie planeedil. Kui kustutate kiirus aeglustub, et ta veedab rohkem aega ülaosas orbiidi kaugeimasse servast Maa, distantsi, mis võib ulatuda 40 tuhandeni. Km. orbiidi periood on 12 tundi, kuid umbes kaks kolmandikku ajast satelliidi kulutab üle ühe poolkera. Nagu poolsünkroonses orbiidil satelliit läbib sama tee iga 24 tunni jooksul. Seda kasutatakse suhtlemiseks kaugel põhjas või lõunas.

madala Maa

Enamik teaduse satelliitide paljud meteoroloogia ja kosmosejaama on peaaegu ümmargune madal Maa orbiidil. Nende kalle sõltub järelevalve, mida nad teevad. TRMM käivitati jälgimiseks troopiliste vihma, nii on suhteliselt madal kalle (35 °), jäädes ekvaatori lähedal.

Paljud tähelepanekud NASA satelliidid on peaaegu Polaarorbiit vysokonaklonnuyu. Kosmosesüstikut liigub ümber Maa alates pole, et pole perioodiga 99 min. Pool ajast see läbib päevavalguse pool planeeti, ja öist kohta pole.

Kuna liikumise satelliit Maa pöörleb all. Selleks ajaks ühiku siseneb valgustatud osa on see üle külgneva ala pindala läbipääsu Oma viimases orbiidil. Ajal 24-tunnise ajavahemiku jooksul polaarsete satelliitide katavad enamiku Maa kaks korda, üks kord päevas ja kui öösel.

Sun-sünkroonne orbiidil

Nii nagu geosünkroonse satelliidid peavad olema eespool ekvaatorist, võimaldades neil jääda ühe punkti, polar-orbiidil on võime jääda samal ajal. Nende orbiit on päikese-sünkroonne - ristumiskohas ekvaatorist kosmoselaev kohaliku päikese aeg on alati sama. Näiteks Terra satelliit risti üle Brasiilia alati kuni 10:30. Järgmine ristmik pärast 99 min jooksul Ecuador või Colombia esineb ka kell 10.30 kohaliku aja järgi.

Sun-sünkroonne orbiidil on vajalik teadus, sest see võimaldab säilitada nurga päikesevalguse langemist maapinna, kuigi see varieerub sõltuvalt aastaajast. See järjepidevus tähendab, et teadlased saavad võrrelda mitu aastat, ilma et muretsema liiga suur hüppeid hõlmab ühekordne pilte planeedi aastat, mis võivad luua illusiooni muutusi. Ilma päike-sünkroonne orbiidil oleks raske jälgida neid aja jooksul ja koguda vajalikku teavet uuringu kliimamuutuste.

Tee satelliit on väga piiratud. Kui see on kõrgusel 100 km, orbiidi peab olema kalle 96 °. Iga kõrvalekallet on vastuvõetamatu. Kuna vastupanu atmosfääri ja tõmbejõust Päikese ja Kuu orbiit muutmine seade, siis tuleb regulaarselt kohandada.

Pane orbiidile: Launch

Käivitamine nõuab energiat, mille suurus sõltub asukohast stardiplatvorm, kõrguse ja kalde tulevikus trajektoori selle liikumist. Kaugematesse orbiidil, on ta kohustatud kulutada rohkem energiat. Satelliidid märkimisväärse kalle (näiteks polaarse) on rohkem energiamahukas arvatud ringilt üle ekvaatori. Pane orbiidile väikese kaldega aidates Maa pöörlemist. Rahvusvaheline kosmosejaam liigub nurga 51,6397 °. See on vajalik, et tagada kosmosesüstik ja Vene raketid olid lihtsam saada teda. Kõrgus ISS - 337-430 km. Polar satelliidid, teisalt abil impulsi Maa ei saa, et nad vajavad rohkem energiat ronida sama kaugel.

reguleerimine

Pärast käivitamist satelliit on vaja teha jõupingutusi, et hoida seda teatud orbiidil. Kuna Maa ei ole ideaalne sfäär, selle raskuskese on tugevam kohati. See ebatasasusi, lisaks atraktiivsust päike, kuu ja Jupiter (kõige massiivne planeet Päikesesüsteemis), muudab kalle orbiidil. Kogu oma elu seisukohas minnakse satelliitide parandatud kolm või neli korda. LEO NASA seadmed korrigeerima oma tent aastas.

Lisaks peaaegu Maa satelliitide mõjutab atmosfääri. Kõige ülemine kiht, kuigi üsna hõre, on piisavalt tugev tõmbetakistus neid lähemale Maa. Gravitatsiooni mõju viib kiirendus satelliite. Aja jooksul need põletatakse spiraal hukku madalam ja kiirem atmosfääri või langevad tagasi Maale.

Õhutakistuse tugevamaks kui päike on aktiivne. Nii nagu õhk õhupalli laieneb ja tõuseb kuumenenud, laieneb ja tõuseb atmosfääri, kui päike annab see lisaenergiat. Hõre atmosfääri kihid tõusta ja võtta oma koht tihedam. Seetõttu satelliitide orbiidi maa peaks muutma oma seisukohta umbes neli korda aastas, et kompenseerida atmosfääri drag. Kui Päikese aktiivsuse maksimumi, seadme positsioonist kohanema iga 2-3 nädala tagant.

kosmosejäätmed

Kolmas põhjus, mis sunnib mind orbiidile - kosmosejäätmed. Üks sidesatelliidi Iridium põrkas kokku mittetoimivad Vene kosmoselaev. Nad lahku, luues prahi pilve, mis koosneb rohkem kui 2500 osast. Iga element on lisatud andmebaasi, mis sisaldab nüüd rohkem kui 18000 objektide inimtekkeliste.

NASA jälgib hoolikalt kõike, mis võiks saada takistuseks satelliitide, st. A. tõttu praht on korduvalt olnud muuta orbiidil.

Center missiooni Automaatikainsenerid staatust jälgida satelliitide ja kosmosejäätmed, mis võivad segada liikumist ja vastavalt vajadusele hoolikalt planeerida käänuline õppustel. Sama meeskond plaani ning täidab manöövreid reguleerida kallet ja kõrgust satelliit.