Hur kretsar satelliter jorden?

satelliter är i viss mån ”mystiska” objekt. De reser i rymden, vilket känns som en exotisk plats eftersom de flesta av oss aldrig har varit där. De är så långt borta att vi inte kan se dem. De kostar vanligtvis miljoner eller miljarder dollar, vilket innebär att ingen av oss någonsin kommer att äga en personligen. Och så vidare…

orbitalmekanik kan också vara mystisk eftersom det inte finns något enkelt sätt för oss att uppleva orbitalmekanik personligen. Men med lite fantasi kan du förstå grundtanken bakom orbitalmekanik mycket enkelt. Det visar sig att vi spelar med orbitalmekanik hela tiden!

Tänk på vad som händer när du kastar en boll. Tänk dig att du står i ett stort fält och kasta en baseball så hårt du kan-som en kanna. Bollen kan gå 100 fot (30 meter) och sedan slå i marken. Du sätter bollen i omlopp-det är bara att en bolls bana är väldigt kort!

föreställ dig nu att du sköt ett gevär rakt och jämnt istället för att kasta en boll. Kulan kan resa en mil (1,6 km) innan du ger efter för tyngdkraften och träffar marken.Tänk dig nu att du skjuter en mycket stor kanon som kan ge sitt skal en extremt hög initialhastighet. Föreställ dig också att vår värld är helt täckt av vatten för att ta bort alla bekymmer om kullar och att kanonen skjuts rakt och jämnt. Dess väg kan se ut som bilden till höger.

i det här diagrammet kan du se att skalet går tillräckligt långt för att faktiskt följa jordens kurva under en tid innan du träffar marken.

en sak som tandköttet dessa exempel upp är luftmotstånd, så tänk dig att du tog denna kanon till månen och monterade den på toppen av det högsta berget. Månen har ingen atmosfär och är helt omgiven av rymdens vakuum. Om du justerade skalets hastighet precis rätt och sköt kanonen, skulle skalet följa månens kurva perfekt. Det skulle falla i exakt samma takt som månens kurva faller bort från den, så det skulle aldrig slå marken. Så småningom skulle det kurva hela vägen runt månen och ram rakt in på baksidan av kanonen! På månen kan du faktiskt ha satelliter i extremt låga banor som det-bara en mil eller två från marken för att undvika bergen. Och satelliter kan tänkas lanseras från kanoner.

på jorden är det inte så lätt eftersom satelliter måste gå upp över atmosfären och in i rymdens vakuum för att kretsa under vilken tid som helst. 200 miles (320 km) upp är ungefär det minsta för att undvika atmosfäriska störningar. Hubble space telescope kretsar i en höjd av 380 miles (600 km) eller så. Men principen är exakt densamma. Satellitens hastighet justeras så att den faller till jorden i samma takt som jordens kurva faller bort från satelliten. Satelliten faller ständigt, men den träffar aldrig marken!

här är flera intressanta länkar: