Hvordan kredser satellitter jorden?

satellitter er til en vis grad “mystiske” objekter. De rejser i rummet, hvilket føles som et eksotisk sted, fordi de fleste af os aldrig har været der. De er så langt væk, at vi ikke kan se dem. De koster normalt millioner eller milliarder af dollars, hvilket betyder, at ingen af os nogensinde vil eje en personligt. Og så videre…

Orbital mekanik kan også være mystisk, fordi der ikke er nogen nem måde for os at opleve orbital mekanik personligt. Men med lidt fantasi kan du forstå den grundlæggende ide bag orbitalmekanik meget let. Det viser sig, at vi spiller med orbital mekanik hele tiden!

tænk over, hvad der sker, når du kaster en bold. Forestil dig at du står i et stort felt og kaster en baseball så hårdt som muligt-som en kande. Bolden kan gå 100 fod (30 meter) og derefter ramme jorden. Du sætter bolden i kredsløb-det er bare, at en bold bane er meget kort!

forestil dig nu, at du skød en riffel lige og niveau i stedet for at kaste en bold. Kuglen kan rejse en kilometer (1,6 km), før den bukker under for tyngdekraften og rammer jorden.

forestil dig nu, at du skyder en meget stor kanon, der er i stand til at give sin skal en ekstremt høj starthastighed. Forestil dig også, at vores verden er helt dækket af vand for at fjerne eventuelle bekymringer om bakker, og at kanonen er skudt lige og niveau. Dens sti kan se ud som billedet til højre.

i dette diagram kan du se, at skallen går langt nok til faktisk at følge jordens kurve i en periode, før den rammer jorden.

en ting, der tandkød disse eksempler op, er luftmodstand, så forestil dig at du tog denne kanon til månen og monterede den på toppen af det højeste bjerg. Månen har ingen atmosfære og er helt omgivet af rummets vakuum. Hvis du justerede hastigheden på skallen lige til højre og skød kanonen, ville skallen følge Månens kurve perfekt. Det ville falde i nøjagtig samme hastighed, som månens kurve falder væk fra den, så den ville aldrig ramme jorden. Til sidst ville det kurve hele vejen rundt om månen og ram lige ind i kanonens bagside! På månen kunne du faktisk have satellitter i ekstremt lave baner sådan-bare en kilometer eller to fra jorden for at undgå bjergene. Og satellitter kunne tænkes at blive lanceret fra kanoner.

på jorden er det ikke så nemt, fordi satellitter skal stå op over atmosfæren og ind i rummets vakuum for at bane i nogen tid. 200 miles (320 km) op er omkring minimum for at undgå atmosfærisk interferens. Hubble – rumteleskopet kredser i en højde af 380 miles (600 km) eller deromkring. Men princippet er nøjagtigt det samme. Satellitens hastighed justeres, så den falder til jorden i samme hastighed, som Jordens kurve falder væk fra satellitten. Satellitten falder konstant, men den rammer aldrig jorden!

Her er flere interessante links: