Miten satelliitit kiertävät Maata?

satelliitit ovat jossain määrin ”salaperäisiä” kohteita. He matkustavat avaruudessa, mikä tuntuu eksoottiselta paikalta, koska suurin osa meistä ei ole koskaan ollut siellä. Ne ovat niin kaukana, ettemme näe niitä. Ne maksavat yleensä miljoonia tai miljardeja dollareita, mikä tarkoittaa, että kukaan meistä ei koskaan omista sellaista henkilökohtaisesti. Ja niin edelleen…

Orbitaalimekaniikka voi olla myös arvoituksellinen, koska ei ole helppoa tapaa kokea orbitaalimekaniikkaa henkilökohtaisesti. Kuitenkin hieman mielikuvitusta, voit ymmärtää perusidean kiertoradan mekaniikka hyvin helposti. On käynyt ilmi, että leikimme kiertoradan mekaniikka koko ajan!

mieti, mitä tapahtuu, kun heität palloa. Kuvittele, että seisot isolla kentällä ja heität baseballia niin kovaa kuin pystyt-kuin syöttäjä. Pallo saattaa mennä 30 metriä ja osua sitten maahan. Kun pallon laittaa kiertoradalle , se on vain, että pallon kiertorata on hyvin lyhyt!

kuvittele nyt, että ammut kiväärillä suoraan ja tasaviisikoin pallon heittämisen sijaan. Luoti saattoi kulkea 1,6 kilometrin matkan ennen kuin se sortui painovoimaan ja osui maahan.

nyt kuvitellaan, että ammutaan hyvin suuri tykki, joka pystyy antamaan kuorelleen äärimmäisen suuren lähtönopeuden. Kuvitelkaa myös, että maailmamme on täysin veden peitossa kukkuloita koskevien huolien poistamiseksi, ja että tykki ammutaan suoraan ja tasaisena. Sen polku saattaa näyttää kuvassa oikealla.

tässä kaaviossa näkyy, että kuori menee niin pitkälle, että se todellisuudessa seuraa jonkin aikaa maan käyrää ennen kuin osuu maahan.

yksi asia, joka kumoaa nämä esimerkit, on ilmanvastus, joten kuvitelkaa, että veitte tämän tykin kuuhun ja asensitte sen korkeimman vuoren huipulle. Kuussa ei ole kaasukehää ja se on kokonaan avaruuden tyhjiön ympäröimä. Jos kranaatin nopeutta säädettäisiin juuri oikealla tavalla ja tykkiä ammuttaisiin, kranaatti seuraisi Kuun käyrää täydellisesti. Se putoaisi täsmälleen samalla nopeudella kuin kuun käyrä putoaa siitä pois, joten se ei osuisi maahan. Lopulta se kaartaisi kuun ympäri ja törmäisi suoraan tykin takaosaan! Kuussa voisi olla satelliitteja hyvin matalilla radoilla, – vain parin kilometrin päässä maasta, välttääkseen vuoria. Satelliitteja voitaisiin laukaista tykeistä.

maapallolla se ei ole niin helppoa, koska satelliittien on noustava ilmakehän yläpuolelle ja avaruuden tyhjiöön kiertääkseen miten pitkäksi aikaa tahansa. 200 mailia (320 km) ylöspäin on noin minimi välttää ilmakehän häiriöitä. Hubble-avaruusteleskooppi kiertää noin 600 kilometrin korkeudessa. Mutta periaate on täsmälleen sama. Satelliitin nopeutta säädetään niin, että se putoaa maahan samalla nopeudella kuin maan käyrä putoaa pois satelliitista. Satelliitti putoaa jatkuvasti, mutta se ei koskaan osu maahan!

tässä on useita mielenkiintoisia linkkejä: