Missä korkeudessa lentävät satelliitit, kiertoradan laskennan, nopeuden ja liikkeen suunnasta

Aivan kuten paikkaa teatterin avulla eri katsomaan esitystä eri satelliittien kiertoradat tarjoavat näkökulman, joista jokaisella on oma tehtävänsä. Jotkut näyttävät leijuu pisteen pinnalla, ne tarjoavat jatkuvasti yleiskuvan toisella puolella maapalloa, kun taas toinen kierteli planeettamme, yksi päivä lakaista eri paikoissa.

tyyppisiä ratoja

Missä korkeudessa lentävät satelliitteja? On 3 tyyppisiä radat: korkea, keski-ja matala. Suurilla kauimpana pinnasta yleensä monia sään ja joitakin tietoliikennesatelliittien. Satelliitit kiertävät MEO: navigointi ja erityinen suunniteltu seurantaa tietyllä alueella. Useimmat tieteelliset avaruusalukset lukien valvontajärjestelmän pinta laivaston NASA Maan on alhainen kiertoradalla.

Riippumatta siitä miten korkea purjehtii satelliitteja riippuu nopeudesta liikkeensä. Kun lähestyt Maan painovoima voimistuu, ja nopeampi liikkuminen. Esimerkiksi NASA Aqua satelliitti kestää noin 99 minuuttia lentää ympäri planeettaa noin 705 km, ja meteorologisten yksikkö, kauko 35786 km pinnasta, se vaatisi 23 tuntia, 56 minuuttia ja 4 sekuntia. Etäisyydellä 384403km päässä Maan Kuun suorittaa yhden kierroksen 28 päivää.

aerodynaaminen paradoksi

satelliitin korkeuden muutos muutetaan myös sen radalle nopeudella. Täällä on paradoksi. Jos satelliitin operaattori haluaa lisätä vauhtiaan, hän ei voi vain ajaa moottorit kiihtyvyys. Tämä lisää kiertoradalla (ja korkeus), joka johtaa vähenemiseen nopeus. Sen sijaan, sinun pitäisi ajaa moottoria vastakkaiseen suuntaan liikkeen satelliitin eli. E. suorittaa toiminnon, joka Hitaan ajoneuvon maapallolla. Tällainen toiminta siirtää sen alla, jotka lisäävät nopeutta.

ominaisuudet kiertoradat

Lisäksi korkeuden, liikeradan satelliitti on ominaista epäkeskisyyden ja kaltevuus. Ensimmäinen koskee muoto kiertoradalla. Satelliitti alhainen epäkeskisyys liikkuu rataa pitkin lähellä pyöreä. Epäkeskinen kiertorata on elliptinen. Etäisyys avaruusaluksen Maahan riippuu asemaansa.

Kaltevuus - kulma kiertoradalle suhteessa päiväntasaajaa. Satelliitin, jota pyöritetään suoraan yli päiväntasaajan, on nolla kaltevuus. Jos avaruusalus kulkee pohjois- ja etelänavan (maantieteellinen ja magneettinen ole), sen kaltevuus on 90 °.

Kaikki yhdessä - korkeus, epäkeskisyyden ja kaltevuus - määrittää satelliitin liikkeen mukaan ja vastaavat hänen näkökulmasta näyttää maata.

korkean Maan

Kun satelliitti saavuttaa täsmälleen 42164 km päässä maan keskipisteestä (noin 36 tuhatta euroa. Km pinnasta), se siirtyy vyöhykkeeseen, jossa se kohtaa kierto planeetan kiertoradalle. Koska kone liikkuu samalla nopeudella kuin maa, joka on. E. Sen ajan vallankumous on 24 tuntia, näyttää siltä, että se pysyy paikallaan vain pituutta, vaikka se voi ajautua pohjoisesta etelään. Tämä erityisen korkea kiertoradalle kutsutaan geosynkronisten.

Satelliitti liikkuu ympyrärataa suoraan päiväntasaajan yläpuolella (epäkeskisyyden ja kaltevuus nolla) ja suhteessa maahan pysyy paikallaan. Hän on aina yläpuolella samaan kohtaan sen pinnalla.

Geostationaarisessa erittäin arvokas sään seurantaan, koska satelliitit siihen aikaan jatkuva yleiskuvan sama pinta-ala. Muutaman minuutin välein, meteorologisten apuaineita, kuten GOES, antaa tietoa pilviä, vesihöyryä ja tuulen, ja jatkuvasti tietoja on perusta seurantaa ja sääennusteita.

Lisäksi, GEO-laitteet voivat olla käyttökelpoisia viestintä (puhelin, televisio, radio). GOES satelliitit tarjoavat työpaikan etsintä ja pelastus majakka, käytetään tuen haussa laivojen ja lentokoneiden hädässä.

Lopuksi monet vysokoorbitalnyh Maan satelliitit tarkkailevat auringon aktiivisuus ja valvoa tasoa magneettikenttien ja säteilyä.

Laskettaessa korkeus geostationaarisessa

Satelliitti toimii keskihakuisvoiman F _p = (M v ₁ ²⁾ / R ja painovoiman F _t = (GM ₁ M ₂₎ / R ^2. Koska nämä voimat ovat yhtä suuret, on mahdollista rinnastaa oikealle puolelle ja leikkaa ne ₁ M massa. Tuloksena on yhtälö v ² = (GM ²⁾ / R. Siten nopeus v = ((GM ₂₎ / R) ^1/2

Koska geostationaarisessa on ympyrä 2πr pituus ratanopeuden on v = 2πR / T.

Siten, R ³ = T ² GM / (4π ^2).

Koska T = 8,64x10 ^4, G = 6,673x10 ^-11 Nm ² / kg ^2, M = 5,98x10 ²⁴ kg, niin R = 4,23x10 ⁷ m Vähentämällä R. Maan säde, yhtä 6,38x10 ⁶ m, on mahdollista tietää, korkeus satelliittien lentää roikkuu yhden pisteen pinta - 3,59x10 ⁷ m.

Lagrangen piste

Muita suuria kiertoradat ovat Lagrangen piste, jossa voima Maan vetovoiman kompensoidaan Sunin painovoima. Kaikki tämä on yhtä lailla puoleensa näitä taivaankappaleita pyörii planeettamme ympärillä tähti.

Viidestä Lagrangen pistettä Auringon ja Maan järjestelmässä, vain kaksi viimeistä, kutsutaan L5 ja L4, ovat vakaita. Muualla satelliitti on kuin pallo tasapainottavat päälle jyrkässä mäessä: pienikin häiritsemisestä työntää sitä. Pysyä tasapainotilassa, avaruusalus tarvitsee jatkuvaa sopeutumista. Kahtena viime kohdat Lagrangen satelliittien verrata pallo pallo: vaikka voimakas häiriö, he tulevat takaisin.

L1 sijaitsee välillä Maan ja Auringon avulla satelliitit ovat siinä, että on vakio katsauksen tähti. SOHO aurinko-observatorio, NASA satelliitin, Euroopan avaruusjärjestön seurata auringon ensimmäisestä Lagrangen kohdassa 1.5 miljoonan kilometrin päässä Maasta.

L2 sijaitsee samalla etäisyydellä Maasta, mutta on hänen takanaan. Satelliitit kyseisessä paikassa vaatii vain yhden lämpösuoja suojaamiseksi auringon valoa ja lämpöä. Tämä on hyvä paikka tilaa teleskooppien avulla tutkitaan luonnetta maailmankaikkeuden havainnoimalla mikroaaltojen taustasäteily.

Kolmas Lagrangen piste sijaitsee edessä maapallon toisella puolella aurinkoa, niin että valo on aina hänen ja planeettamme. Satelliitin tässä asennossa ei voi kommunikoida Maahan.

Erittäin vakaa neljäs ja viides Lagrangen piste kiertorata planeetan 60 ° eteenpäin ja taakse maapallon.

MEO

On lähempänä Maan satelliitit nopeammin. On olemassa kaksi keskipitkän kiertoradalla: semi-synkroninen, ja "Salama".

Missä korkeudessa lentävät satelliittien Puolisynkroninen kiertoradalla? Se on lähes pyöreä (pieni epäkeskisyys) ja poistaa etäisyyden 26560 km päässä maan keskipisteestä (noin 20200 km pinnan yläpuolella). Satelliitti tässä korkeudessa tekee täyden kierroksen 12 tunnin välein. Ainakin hänen liikkeitä maapallon pyörii alla. 24 tuntia ja se leikkaa kaksi identtistä pistettä päiväntasaajalla. Tämä rata on johdonmukainen ja erittäin ennustettavissa. Järjestelmä käyttää Global Positioning GPS.

Kiertävät "Salama" (kaltevuus 63,4 °) käytetään tarkkailla pohjoisilla alueilla. Geostationaaristen satelliittien kiinnitetään päiväntasaajaa, joten ne eivät sovellu pitkän matkan pohjoisten tai eteläosiin. Tämä rata on melko eksentrinen: avaruusaluksen liikkuu pitkin pitkänomaisen ellipsin Earth, joka sijaitsee lähellä yhtä reunaa. Koska satelliitin kiihdytetään painovoiman, se liikkuu hyvin nopeasti, kun se on lähellä maapallon. Kun poistat nopeus hidastuu, joten hän viettää enemmän aikaa yläosassa radan kaukaisin reunasta maapallon, etäisyys joka voi nousta 40 tuhatta. Km. kiertoaika on 12 tuntia, mutta noin kaksi kolmasosaa ajasta satelliitin viettää yli pallonpuoliskolla. Kuten semi-synkroninen kiertoradalla satelliitti kulkee saman tien kautta 24 tunnin välein. Sitä käytetään viestintään kaukana pohjoisessa tai etelässä.

pieni maa

Useimmat tutkimussatelliittien monet meteorologiset ja avaruusaseman ovat lähes pyöreä matalalla kiertoradalla. Niiden kaltevuus riippuu seurantaan, mitä he tekevät. TrMM käynnistettiin seurantaan trooppinen sade, joten on suhteellisen alhainen kaltevuus (35 °), kun taas jäljelle jäävä lähellä päiväntasaajaa.

Monet havainnot NASAn satelliittien lähes polaariradalle vysokonaklonnuyu. Avaruusalus liikkuu maapallon ympäri navalta navalle jaksolla 99 min. Puolet ajasta se kulkee päivänvalon puolella planeettaa, ja yölaskuun napa.

Kuten satelliitin liikkeen mukaan maapallo pyörii alla. Mennessä, kun laite siirtyy valaistu osa, se on yli viereistä alueelle kulkua sen viime kiertoradalla. Aikana 24 tunnin aikana polaaristen satelliitit kattavat suurimman osan maapallon kahdesti, kerran päivällä ja kerran illalla.

Aurinkosynkroninen rata

Aivan kuten geosynkroninen satelliitit on päiväntasaajan yläpuolella, jotta he voivat jäädä yhteen kohtaan, napa-maata kiertäviä on kyky pysyä samassa ajassa. Kiertoajastaan on sun synkronoimattomasta - risteyksessä päiväntasaajan avaruusalus paikallinen auringonvalon aika on aina sama. Esimerkiksi Terra satelliitti ylittää yli Brasilian aina klo 10.30. Seuraavasta risteyksestä jälkeen 99 minuutin aikana Ecuadorin tai Kolumbian tapahtuu myös 10:30 paikallista aikaa.

Aurinkosynkroninen rata on välttämätön tiedettä, koska sen avulla voidaan säilyttää kulma auringonvalon osuvan maan pinnalla, vaikka se vaihtelee vuodenajasta riippuen. Tämä johdonmukaisuus merkitsee sitä, että tutkijat voivat verrata useita vuosia ilman huolta liian suuria hyppyjä kattamisessa kertaluonteinen kuvia planeetan vuotta, mikä voi luoda illuusion muutoksen. Ilman aurinkosynkroninen rata olisi vaikea seurata niitä ajan mittaan, ja kerätä tarvittavat tiedot tutkimuksen ilmastonmuutoksen.

Polku satelliitti on hyvin rajallinen. Jos se on korkeudessa 100 km, kiertoradalla on oltava kaltevuus 96 °. Mikä tahansa poikkeama on hyväksyttävissä. Koska vastus ilmakehän ja vetovoima Auringon ja Kuun kiertoradalle vaihtolaitteisto, sitä on säännöllisesti mukautettava.

Kiertoradalleen: Launch

Lanseeraus vaatii energiaa, jonka määrä riippuu sijainnista laukaisualustan, korkeus ja kaltevuus tulevaisuuden kehityskaari liikkeensä. Päästäkseen kauko kiertoradalle, sen on uhrata enemmän energiaa. Satelliitit, joilla on huomattava kaltevuus (esimerkiksi, polaarinen) on enemmän energiaa kuluttava kuin kiertää yli päiväntasaajan. Saatetaan kiertoradalle, jolla on alhainen kaltevuus auttaa maapallon pyöriminen. Kansainvälinen avaruusasema liikkuu kulmassa 51,6397 °. Tämä on tarpeen sen varmistamiseksi, että avaruussukkula ja Venäjän ohjukset oli helpompi päästä häntä. Korkeus ISS - 337-430 km. Polar satelliitit, toisaalta, avulla pulssin maapallon eivät saa, joten ne vaativat enemmän energiaa kiivetä saman matkan.

säätö

Käynnistämisen jälkeen satelliitti on tarpeen tehdä pitääksemme tietyin kiertoradalla. Koska maa ei ole täydellinen pallo, sen painovoima on vahvempi paikoin. Tämä epätasaisuus lisäksi vetovoimaa auringon, kuun ja Jupiter (kaikkein massiivinen planeetan aurinkokunnan), muuttaa kaltevuutta kiertoradalla. Koko hänen elinaikanaan kanta menee satelliittien korjataan kolme tai neljä kertaa. LEO NASA laitteiden pitäisi säätää sen kallistus vuosittain.

Lisäksi lähes Maan satelliitit vaikuttaa ilmakehään. Yläkerroksista, vaikka melko harva, on riittävän vahva imuvastus lähemmäksi maan. Painovoiman vaikutuksesta johtaa kiihtyvyys satelliittien. Ajan myötä ne poltetaan spiraalimaisesti uppoamassa pienempi ja nopeammin ilmakehään, tai pudota takaisin Maahan.

Ilmanvastus on vahvempi, kun aurinko on aktiivinen. Aivan kuten ilma ilmapallo laajenee ja nousee kuumennettaessa, laajenee ja nousee ilmakehässä, kun aurinko antaa sille lisäenergiaa. Harva ilmakehän kerrokset nousta ja ottaa oman paikkansa tiheämpi. Näin ollen, satelliitit kiertävät maata tulisi muuttaa kannan noin neljä kertaa vuodessa kompensoimiseksi ilmakehän vetää. Kun auringon aktiivisuus on suurimmillaan, asema laitteen täytyy säätää välein 2-3 viikkoa.

avaruusromun

Kolmas syy, pakottaen minut kiertoradalle - avaruusromua. Yksi tietoliikennesatelliitti Iridium törmäsi toimimattoman venäläinen avaruusalus. Ne hajosi, luoden roskia pilvi koostuu yli 2500 osaa. Jokainen kohta on lisätty tietokantaan, joka sisältää nyt yli 18000 esineitä ihmisen toiminnasta aiheutuvia.

NASA seuraa tarkasti kaikkea, joka voisi tiellä satelliittien eli. A. Koska roskat ovat toistuvasti joutuneet muuttamaan kiertoradalle.

Centre Mission Control insinöörit tarkkailla satelliittien ja avaruusromun, joka voi häiritä liikkeen ja tarpeen suunnitella huolellisesti väistöliikkeisiin. Sama tiimi suunnittelee ja liikkeitä säätää kallistuksen ja korkeuden satelliitin.