Відкрийте для себе що таке орбіта та її роль у розумінні космосу. Заглибтеся в механіку орбітального руху і вплив, який він має на небесні тіла
Що таке орбіта?
Орбіта – це регулярна, повторювана траєкторія руху одного об’єкта в космосі навколо іншого.
Об’єкт, що перебуває на орбіті, називається супутником. Супутник може бути природним, наприклад Земля або Місяць. У багатьох планет є місяці, які обертаються навколо них. Супутник може бути і штучним, як, наприклад, Міжнародна космічна станція.
Планети, комети, астероїди та інші об’єкти Сонячної системи обертаються навколо Сонця. Більшість об’єктів, що обертаються навколо Сонця, рухаються вздовж уявної плоскої поверхні або поблизу неї. Ця уявна поверхня називається площиною екліптики.
Що таке орбітальний рух?
Орбітальний рух – це круговий або еліптичний шлях, яким рухаються об’єкти в космосі навколо інших об’єктів під впливом гравітаційної притягуючої сили. Це фундаментальне поняття у космічній астрономії та космічному інженерстві.
Орбітальний рух базується на законах Ньютона і Кеплера. Об’єкт знаходиться в стані постійного падіння, але через постійну зміну напрямку його швидкості він обходить певну траєкторію, утримуючись у стабільному балансі між гравітаційною притягуючою силою і центробіжною силою.
Що таке гравітація та еволюція її дослідження?
Якої форми буває орбіта?
Орбіти мають різну форму. Усі орбіти є еліптичними, тобто являють собою еліпс, схожий на овал. У планет орбіти майже круглі. Орбіти комет мають іншу форму. Вони сильно ексцентричні або “стиснуті”. Вони більше схожі на тонкі еліпси, ніж на кола.
Супутники, що обертаються навколо Землі, зокрема й Місяць, не завжди перебувають на одній і тій самій відстані від Землі. Іноді вони розташовані ближче, а іноді – далі.
Найближча до Землі точка супутника називається перигеєм. Найвіддаленіша точка – апогеєм.
Для планет точка орбіти, найближча до Сонця, називається перигелієм. Найдальша точка називається афелієм.
Земля досягає свого афелія влітку в Північній півкулі. Час, за який супутник робить один повний оберт, називається його періодом. Наприклад, орбітальний період Землі становить один рік. Нахил – це кут, який становить площина орбіти із земним екватором.
Як об’єкти залишаються на орбіті?
Об’єкт, що перебуває в русі, залишатиметься в русі доти, доки на нього не чинитиметься будь-який тиск або тяжіння. Це твердження називається першим законом руху Ньютона. Без гравітації супутник, що перебуває на земній орбіті, йшов би в космос по прямій лінії.
За наявності гравітації він притягується назад до Землі. Відбувається постійне протиборство між прагненням супутника рухатися по прямій, або імпульсом, і силою тяжіння, яка тягне супутник назад.
Для виходу на орбіту імпульс об’єкта і сила тяжіння мають бути врівноважені. Якщо поступальний імпульс об’єкта занадто великий, він пролетить повз і не вийде на орбіту. Якщо ж імпульс занадто малий, то об’єкт тягнутиме вниз і розіб’ється.
Коли ці сили врівноважені, об’єкт завжди падає в бік планети, але оскільки він рухається убік досить швидко, він ніколи не врізається в планету.
Який закон визначає форму орбіт планет? 3 закони Кеплера
Що таке орбітальна швидкість?
Орбітальна швидкість – це швидкість, необхідна для утримання об’єкта на орбіті. На висоті 150 миль (242 км) над Землею орбітальна швидкість становить близько 17 000 миль на годину. Супутники, що перебувають на більш високих орбітах, мають меншу орбітальну швидкість.
Де розташовані супутники на орбіті Землі?
Що таке Низька Навколоземна Орбіта (ННО)?
Міжнародна космічна станція перебуває на низькій навколоземній орбіті, або ННО. ННО – це перші 100-200 миль (161-322 км) космічного простору. ННО – найпростіша орбіта, на яку найлегше потрапити і на якій найлегше залишатися. Один повний оберт на ННО займає близько 90 хвилин.
Що таке Геосинхронна Орбіта (ГСО)?
Супутники, що знаходяться над земною поверхнею, розташовуються на геосинхронній орбіті, або ГСО. Ці супутники обертаються на висоті близько 23 000 миль (37 015 км) над екватором і здійснюють один оборот навколо Землі точно за 24 години. Супутники, що прямують на ГСО, спочатку переходять на еліптичну орбіту з апогеєм близько 37 015 км. Після запуску ракетних двигунів в апогеї орбіта стає круглою. Геосинхронні орбіти також називають геостаціонарними.
Що таке полярна орбіта?
Будь-який супутник, орбіта якого проходить над полюсами або поблизу них, перебуває на полярній орбіті. Полярні орбіти – це, як правило, низькі навколоземні орбіти. Зрештою вся поверхня Землі проходить під супутником, що перебуває на полярній орбіті. Коли супутник обертається навколо Землі, його траєкторія руху становить кут з екватором. Цей кут називається нахилом. Нахил орбіти супутника, що обертається паралельно екватору, дорівнює нулю градусів. Нахил орбіти супутника, що перебуває на полярній орбіті, становить 90 градусів.
Джерело: https://www.nasa.gov/
