Umjetni satelit čudo je tehnologije i inženjerstva. Samo razmislite što znanstvenici trebaju razumjeti da bi se to dogodilo: najprije postoji gravitacija, zatim sveobuhvatno znanje fizike i naravno priroda samih orbita. Dakle, pitanje kako sateliti ostaju u orbiti je multidisciplinarno i uključuje veliko tehničko i akademsko znanje.
Prvo, kako bismo shvatili kako satelit kruži oko Zemlje, važno je razumjeti što orbita uključuje. Johann Kepler bio je prvi koji je točno opisao matematički oblik orbite planeta. Dok se smatralo da su orbite planeta oko Sunca i Mjeseca oko Zemlje savršeno kružne, Kepler je naišao na koncept eliptičnih orbita. Da bi se objekt zadržao u orbiti oko Zemlje, mora imati dovoljno brzina da uđe u svoj put. To se odnosi i na prirodni satelit, kao i na umjetni. Iz Keplerovog otkrića, znanstvenici su također mogli zaključiti da što je satelit bliži nekom objektu, to je jača sila privlačenja, pa on mora brže putovati kako bi održao orbitu.
Slijedi razumijevanje same gravitacije. Svi objekti posjeduju gravitacijsko polje, ali to se osjeća tek u slučaju posebno velikih objekata (tj. Planeta). U Zemljinom se slučaju gravitacijsko povlačenje izračunava na 9,8 m / s2. Međutim, to je specifičan slučaj na površini planeta. Prilikom izračunavanja objekata u orbiti oko Zemlje primjenjuje se formula v = (GM / R) 1/2, gdje je v brzina satelita, G je gravitaciona konstanta, M je masa planeta, a R je udaljenost iz središta Zemlje. Oslanjajući se na ovu formulu, možemo vidjeti da je brzina potrebna za orbitu jednaka kvadratnom korijenu udaljenosti od objekta do centra Zemlje koja je veća od ubrzanja zahvaljujući gravitaciji na toj udaljenosti. Dakle, ako bismo htjeli staviti satelit u kružnu orbitu na 500 km iznad površine (što bi znanstvenici nazvali LEO Low Earth Orbit), bila bi potrebna brzina ((6,67 x 10-11 * 6,0 x 1024) / ( 6900000)) 1/2 ili 7615,77 m / s. Što je veća nadmorska visina, manja je brzina potrebna za održavanje orbite.
Uistinu, sposobnost satelita da održava svoju orbitu svodi se na ravnotežu između dva faktora: njegove brzine (ili brzine kojom će se kretati ravno) i gravitacijskog povlačenja između satelita i planeta na kojem orbitira. Što je veća orbita, to je potrebna manja brzina. Što je orbita bliža, to se mora brže kretati kako bi osigurala da ne padne natrag na Zemlju.
Napisali smo mnogo članaka o satelitima za Space Magazine. Evo članka o umjetnim satelitima, a ovdje je članak o geosinhronoj orbiti.
Ako želite više informacija o satelitima, pogledajte ove članke:
Orbitalni predmeti
Popis satelita u geostacionarnoj orbiti
Također smo snimili epizodu Astronomy Cast-a o svemirskom šatlu. Slušajte ovdje, epizoda 127: Američki svemirski šatl.
izvori:
http://en.wikipedia.org/wiki/Satellite
http://science.howstuffworks.com/satellite6.htm
http://www.bu.edu/satellite/classroom/lesson05-2.html
http://library.thinkquest.org/C007258/Keep_Orbit.htm#
