Kunstlik satelliit on tehnoloogia ja inseneri imet. Mõelge vaid sellele, mida teadlased selle mõistmiseks peavad mõistma: esiteks on gravitatsioon, siis põhjalikud teadmised füüsikast ja muidugi ka orbiitide olemus ise. Seega on küsimus, kuidas satelliidid orbiidil püsivad, multidistsiplinaarne, hõlmates suuri tehnilisi ja akadeemilisi teadmisi.
Esiteks on mõistmiseks, kuidas satelliit Maa tiirleb, on oluline mõista, mida orbiit kaasneb. Esimesena kirjeldas planeetide orbiitide matemaatilist kuju täpselt Johann Kepler. Kui planeedi orbiidid Päikese ja Kuu ümber Maa ümber olid täiesti ringikujulised, siis Kepler komistas elliptiliste orbiitide kontseptsiooni juurde. Selleks, et objekt püsiks Maa ümber orbiidil, peab sellel olema piisavalt kiirust, et oma teekonda ümber suunata. See kehtib nii loodusliku satelliidi kui ka tehisliku satelliidi kohta. Kepleri avastusest suutsid teadlased ka järeldada, et mida lähemal satelliit on objektile, seda tugevam on tõmbejõud, seepärast peab see orbiidi püsimiseks kiiremini liikuma.
Järgmisena tuleb aru gravitatsioonist endast. Kõigil objektidel on gravitatsiooniväli, kuid see jõud on tunda ainult eriti suurte objektide (s.o planeetide) korral. Maa puhul arvutatakse gravitatsioonitõmbe väärtus 9,8 m / s2. See on aga konkreetne juhtum planeedi pinnal. Maa ümber orbiidil asuvate objektide arvutamisel kehtib valem v = (GM / R) 1/2, kus v on satelliidi kiirus, G on gravitatsioonikonstant, M on planeedi mass ja R on vahemaa Maa tsentrist. Sellele valemile toetudes näeme, et orbiidi jaoks vajalik kiirus on võrdne objektist Maa keskpunkti kauguse ruutjuurega, korrutades selle vahemaa gravitatsioonist tuleneva kiirenduse. Nii et kui me tahaksime satelliidi panna ümmargusele orbiidile 500 km kõrgusel maapinnast (mida teadlased nimetaksid maapinnalähedaseks orbiidiks LEO), vajaks see kiirust ((6,67 x 10–11 * 6,0 x 1024) / ( 6900000)) 1/2 või 7615,77 m / s. Mida suurem on kõrgus, seda vähem on orbiidi püsimiseks vaja kiirust.
Nii et satelliidi võime säilitada oma orbiiti on taastunud kahe teguri vahel: kiirus (või kiirus, millega see sirgjooneliselt liikuks) ja satelliidi ja planeedi vahel liikuv gravitatsiooniline tõmme, mida ta tiirleb. Mida kõrgem on orbiit, seda vähem on vaja kiirust. Mida lähemale orbiidile, seda kiiremini peab ta liikuma, et mitte langeda tagasi Maale.
Oleme Kosmoseajakirja jaoks kirjutanud palju artikleid satelliitide kohta. Siin on artikkel kunstlike satelliitide kohta ja see artikkel geosünkroonse orbiidi kohta.
Kui soovite lisateavet satelliitide kohta, lugege neid artikleid:
Orbitaalsed objektid
Geostatsionaarsel orbiidil olevate satelliitide loetelu
Samuti oleme salvestanud kosmosesüstiku astronoomialavastuse episoodi. Kuulake siin, episood 127: USA kosmosesüstik.
Allikad:
http://en.wikipedia.org/wiki/Satellite
http://science.howstuffworks.com/satellite6.htm
http://www.bu.edu/satellite/classroom/lesson05-2.html
http://library.thinkquest.org/C007258/Keep_Orbit.htm#
