Ar ba uchder lloerennau hedfan, cyfrifo orbit, cyflymder a chyfeiriad y symud

Yn union fel y seddi yn y theatr yn caniatáu gwahanol edrych ar y gynrychiolaeth gwahanol orbitau y lloerennau yn darparu persbectif, pob un ohonynt ei bwrpas ei hun. Ymddengys rhai i fod yn hongian dros y pwynt ar yr wyneb, maent yn darparu trosolwg cyson o un ochr i'r Ddaear, tra bod y llall yn cylchu o gwmpas ein planed, un cyrch diwrnod dros lleoliadau lluosog.

mathau o orbitau

Ar ba uchder hedfan loerennau? Mae 3 math o orbitau ddaear: uchel, canolig ac isel. Ar bellaf uchel o wyneb ar y cyfan yn llawer tywydd a rhai lloerennau cyfathrebu. Loerennau cylchdroi'r orbit y ddaear canolig yn cynnwys llywio ac arbennig a gynlluniwyd ar gyfer monitro rhanbarth penodol. Mae'r rhan fwyaf gwyddonol llong ofod, gan gynnwys y system fonitro ar gyfer y fflyd arwyneb NASA Ddaear, mewn orbit isel.

Waeth pa mor lloerennau hedfan yn uchel yn dibynnu ar y cyflymder eu symudiadau. Wrth i chi fynd at y disgyrchiant y Ddaear yn dod yn gryfach, ac yn gynt symudiad. Er enghraifft, NASA Aqua lloeren yn cymryd tua 99 munud i hedfan o amgylch y blaned ar tua 705 km, a'r uned meteorolegol, i bell 35,786 km oddi wrth y wyneb, byddai angen 23 awr, 56 munud a 4 eiliad. Ar bellter o 384,403 km o ganol y Ddaear y Lleuad yn cwblhau un chwyldro mewn 28 diwrnod.

paradocs erodynamig

lloeren newid uchder hefyd yn addasu mewn cyflymder orbit. Yma mae paradocs. Os bydd y gweithredwr lloeren am gynyddu ei gyflymder, ni all ef ddim ond yn rhedeg y peiriannau ar gyfer cyflymiad. Bydd hyn yn cynyddu orbit (ac uchder), a fydd yn arwain at ostyngiad mewn cyflymder. Yn lle hynny, dylech redeg y peiriant yn y cyfeiriad arall mudiant y lloeren, hy. E. I berfformio gweithred a fyddai'n araf symud cerbydau ar y Ddaear. Bydd camau o'r fath yn symud hyn isod a fydd yn cynyddu cyflymder.

orbitau nodweddion

Yn ogystal â'r uchder, y llwybr o gynnig y lloeren ei nodweddu gan hynodrwydd a tueddiad. Mae'r cyntaf yn ymwneud â siâp y orbit. Lloeren yn symud hynodrwydd isel ar hyd llwybr yn agos i gylchlythyr. Mae'r orbit ecsentrig yn eliptigol. Mae'r pellter o'r llong ofod i'r Ddaear yn dibynnu ar ei safle.

Awydd - yr ongl y orbit o ran y cyhydedd. Mae'r lloeren, sy'n cael ei gylchdroi yn uniongyrchol dros y cyhydedd, mae llethr sero. Os bydd y llong ofod yn pasio dros y gogledd a'r de polion (daearyddol a magnetig beidio), ei awydd yn 90 °.

Gyda'n gilydd - uchder, hynodrwydd a awydd - penderfynu ar y cynnig y lloeren ac yn y blaen o'i safbwynt yn edrych fel y ddaear.

uchel-Earth

Pan fydd y lloeren yn cyrraedd union 42164 km o ganol y ddaear (tua 36 mil. Km o wyneb), mae'n mynd i mewn i'r parth lle mae'n cwrdd â'r orbit cylchdroi y blaned. Gan fod y peiriant yn symud ar yr un cyflymder ag y Ddaear, hynny yw. D. Mae ei gyfnod o chwyldro yw 24 awr, mae'n ymddangos ei fod yn aros yn ei le ar ddim ond hydred, er y gall ddrifftio o'r gogledd i'r de. Gelwir y orbit uchel arbennig geosynchronous.

Mae'r lloeren yn symud mewn orbit crwn union uwchben y cyhydedd (y hynodrwydd a awydd o sero) ac yn berthynol i'r Ddaear yn sefyll o hyd. Mae bob amser wedi ei leoli uwchben yr un pwynt ar ei wyneb.

orbit daearsefydlog yn hynod o werthfawr ar gyfer monitro tywydd, gan fod y lloerennau ar hynny yn rhoi trosolwg parhaus o'r un arwynebedd. Bob ychydig funudau, cymhorthion meteorolegol, megis y MYND, yn darparu gwybodaeth am cymylau, anwedd dŵr a gwynt, ac mae'r llif cyson o wybodaeth yn sail ar gyfer monitro a rhagolygon y tywydd.

Yn ogystal, gall dyfeisiau GEO fod yn ddefnyddiol ar gyfer cyfathrebu (teleffoni, teledu, radio). GOES lloerennau yn darparu chwilio am swyddi a disglair achub, a ddefnyddir i gynorthwyo wrth chwilio am longau ac awyrennau mewn trallod.

Yn olaf, mae llawer o loerennau Ddaear vysokoorbitalnyh yn monitro gweithgarwch solar a monitro lefelau meysydd magnetig ac ymbelydredd.

Mae cyfrifo uchder y cylchdro daearsefydlog

Mae'r lloeren yn gweithredu mewngyrchol grym F _p = (M v ₁ ²⁾ / R a'r disgyrchiant grym F _t = (GM ₁ M ₂₎ / R ^2. Gan fod grymoedd hyn yn gyfartal, mae'n bosibl cyfateb ochrau cywir ac yn eu torri'n ₁ M màs. Y canlyniad yw hafaliad v ² = (GM ²⁾ / R. Felly y cyflymder v = ((GM ₂₎ / R) ^1/2

Ers yr orbit daearsefydlog yn hyd 2πr cylch cyflymder orbital yw v = 2πR / T.

Felly, R ³ = T ² GM / (4π ^2).

Ers T = 8,64x10 ^4, G = 6,673x10 ^-11 Nm ² / kg ^2, M = 5,98x10 ²⁴ kg, yna R = 4,23x10 ⁷ m Tynnu oddi wrth R. radiws y Ddaear, gyfartal 6,38x10 ⁶ m, mae'n bosibl adnabod y lloerennau uchder tipio hongian ar un pwynt yr wyneb - 3,59x10 ⁷ m.

pwynt Lagrange

orbitau Great eraill yn y pwynt Lagrange, lle mae grym disgyrchiant y Ddaear yn cael ei ddigolledu gan ddisgyrchiant yr Haul. Y cyfan sydd yna, yr un mor denu i gyrff nefol hyn ac yn cylchdroi gyda ein planed o amgylch y seren.

O'r pum pwynt Lagrangian yn y system Sul-y Ddaear, dim ond y ddau olaf, a elwir yn L5 a L4, yn sefydlog. Yng ngweddill y lloeren yn debyg i bêl cydbwyso ar ben bryn serth: Bydd unrhyw aflonyddu bach wthio. Er mwyn parhau i fod yn gytbwys, y llong ofod mae angen addasiad cyson. Yn y ddau bwynt olaf y lloerennau Lagrange debyg i bêl yn y bêl: hyd yn oed ar ôl aflonyddwch cryf, byddant yn dod yn ôl.

L1 wedi ei leoli rhwng y Ddaear a'r Haul, yn caniatáu i loerennau sydd ynddo, i gael trosolwg cyson o'n seren. Mae'r arsyllfa solar SOHO, NASA lloeren, Asiantaeth Gofod Ewrop i olrhain yr haul o bwynt Lagrange cyntaf 1.5 miliwn cilomedr o'r Ddaear.

L2 wedi ei leoli ar yr un pellter oddi wrth y Ddaear, ond y tu ôl iddi. Lloerennau yn y lleoliad hwn yn gofyn dim ond un darian gwres i amddiffyn rhag golau haul a gwres. Mae hwn yn lle da ar gyfer telesgopau gofod, a ddefnyddir i astudio natur y Bydysawd drwy arsylwadau o ymbelydredd cefndirol microdon.

Mae trydydd pwynt Lagrangian lleoli o flaen y Ddaear ar yr ochr arall yr haul, fel bod y goleuni bob amser rhyngddo a'n planed. Ni fydd y lloeren yn y sefyllfa hon yn gallu cyfathrebu gyda Ddaear.

Hynod sefydlog pedwerydd a'r pumed bwynt Lagrange yn lwybr orbitol y blaned mewn 60 ° yn ei flaen ac y tu ôl i Ddaear.

orbit y ddaear Canolig

Mae bod yn agosach at y Ddaear, mae'r lloerennau yn symud yn gyflymach. Mae dau orbit canolig Ddaear: lled-cydamserol, a "Mellt."

Ar ba uchder hedfan lloerennau mewn orbit lled-synchronous? Mae'n bron yn grwn (hynodrwydd isel) ac yn tynnu at bellter 26,560 km o ganol y ddaear (tua 20,200 km uwchben yr wyneb). Lloeren ar yr uchder hwn yn gwneud cylchdro cyflawn bob 12 awr. O leiaf ei symudiadau y Ddaear yn cylchdroi oddi tano. Am 24 h, ac mae'n torri ar draws ddau bwynt union yr un fath ar y cyhydedd. Mae'r orbit yn gyson ac yn hynod rhagweladwy. Mae'r system yn defnyddio lleoli byd-eang GPS.

Orbit "Mellt" (awydd 63,4 °) yn cael ei ddefnyddio i arsylwi mewn lledredau uchel. lloerennau daearsefydlog yn cael eu ynghlwm wrth y cyhydedd, felly nid ydynt yn addas ar gyfer pellter hir rhanbarthau gogleddol neu ddeheuol. Mae'r orbit yn eithaf ecsentrig: y llong ofod yn symud ar hyd elips hir gyda'r Ddaear, a leolir yn agos at un ymyl. Gan fod y lloeren yn cael ei gyflymu gan ddisgyrchiant, mae'n symud yn gyflym iawn pan fydd yn agos at ein planed. Pan fyddwch yn dileu y cyflymder yn arafu, felly mae'n treulio mwy o amser ar frig y orbit yn y pellaf o ymyl y Ddaear, y pellter y gall gyrraedd 40 mil. Km. cyfnod orbitol yn 12 awr, ond mae tua dwy ran o dair o'r amser y lloeren yn gwario dros un hemisffer. Fel y lloeren orbit lled-cydamserol mynd drwy'r un llwybr bob 24 awr. Mae'n cael ei ddefnyddio ar gyfer cyfathrebu yn y gogledd pell neu'r de.

Ddaear isel

Mae'r rhan fwyaf lloerennau gwyddonol, mae llawer meteorolegol a gofod orsaf yn y orbit Ddaear isel ger-crwn. Mae eu llethr yn dibynnu ar fonitro yr hyn y maent yn ei wneud. Roedd TRMM lansio ar gyfer monitro glaw trofannol, felly mae ganddo awydd gymharol isel (35 °), tra'n parhau i fod yn agos i'r cyhydedd.

Mae llawer o sylwadau gan loerennau NASA wedi vysokonaklonnuyu orbit bron pegynol. Mae'r llong ofod yn symud o gwmpas y ddaear o begwn i begwn â chyfnod o 99 munud. Hanner yr amser y mae'n mynd dros yr ochr olau dydd y blaned, ac yn mynd yn ôl i noson ar y polyn.

Gan fod y cynnig y lloeren Ddaear yn cylchdroi oddi tano. Erbyn yr amser yr uned yn mynd i mewn y rhan wedi'i oleuo, mae'n dros ardal gerllaw'r ardal o dreigl ei orbit diwethaf. Yn ystod y cyfnod o 24 awr o loerennau pegynol cynnwys y rhan fwyaf o'r Ddaear ddwywaith, unwaith y dydd ac unwaith yn ystod y nos.

orbit Sun-cydamserol

Yn union fel y mae'n rhaid i lloerennau geosynchronous fod yn uwch y cyhydedd, gan eu galluogi i aros ar un pwynt, pegynol-Yn cylchdroi y gallu i aros yn yr un pryd. Mae eu orbit yn haul-cydamserol - ar y groesffordd y llong ofod cyhydedd amser solar lleol bob amser yr un fath. Er enghraifft, Terra lloeren croesi dros Brasil bob amser am 10:30 am. groesffordd nesaf ar ôl 99 munud dros Ecuador neu Colombia hefyd yn digwydd am 10:30 amser lleol.

orbit Sun-cydamserol yn angenrheidiol ar gyfer gwyddoniaeth, gan ei fod yn caniatáu i gynnal y ongl y golau haul yn disgyn ar wyneb y Ddaear, er y bydd yn amrywio yn dibynnu ar y tymor. Mae hyn yn cysondeb yn golygu y gall gwyddonwyr yn cymharu am sawl blwyddyn heb orfod poeni am neidiau rhy fawr wrth ymdrin delweddau un-amser o'r blynyddoedd blaned, a all greu y rhith o newid. Heb y orbit haul-cydamserol byddai'n anodd i gadw golwg ar eu cyfer dros amser, ac i gasglu'r wybodaeth sydd ei hangen ar gyfer astudio newid yn yr hinsawdd.

Mae llwybr y lloeren yn gyfyngedig iawn. Os yw'n ar uchder o 100 km, mae'n rhaid i'r orbit gael llethr o 96 °. Mae unrhyw wyriad yn annerbyniol. Ers gwrthiant y atmosffer a'r grym deniadol yr Haul a chyfarpar newid orbit y Lleuad, rhaid iddo gael ei addasu yn rheolaidd.

Rhowch i mewn i orbit: Lansio

Mae'r lansiad yn gofyn am egni, mae'r swm yn dibynnu ar y lleoliad y fan cychwyn, uchder a llethr y llwybr ei symud yn y dyfodol. I gyrraedd orbit o bell, mae'n ofynnol i gwario mwy o egni. Lloerennau gyda chryn ogwydd (e.e. polar) yn fwy cymryd llawer o ynni na'r rhai gylch dros y cyhydedd. Rhowch i mewn i orbit gyda tuedd isel o helpu cylchdro y Ddaear. Yr Orsaf Ofod Ryngwladol yn symud ar ongl 51,6397 °. Mae hyn yn angenrheidiol er mwyn sicrhau bod y wennol ofod a'r taflegrau Rwsia yn haws i fynd iddi. Mae uchder y ISS - 337-430 km. Nid yw lloerennau Polar, ar y llaw arall, drwy gyfrwng y pwls y Ddaear yn cael, fel eu bod angen mwy o egni i ddringo yr un pellter.

addasiad

Ar ôl y lansiad y lloeren yn angenrheidiol i wneud ymdrech i'w gadw mewn orbit benodol. Gan nad yw'r Ddaear yn sffêr berffaith, ei disgyrchiant yn gryfach mewn rhai mannau. Mae'r anwastadrwydd, yn ychwanegol at yr atyniad yr haul, y lleuad a'r blaned Iau (y blaned mwyaf enfawr Cysawd yr Haul), yn newid yr awydd yr orbit. Trwy gydol ei swydd oes MYND lloerennau cywiro dair neu bedair gwaith. Dylai dyfeisiau LEO NASA addasu ei tilt yn flynyddol.

Yn ogystal, mae'r lloerennau ger-Ddaear yn effeithio ar yr atmosffer. Mae'r haenau uchaf, er bod yn eithaf prin, yn cael digon gwrthwynebiad cryf i dynnu nhw yn agosach at y Ddaear. Effaith disgyrchiant yn arwain at cyflymiad loerennau. Dros amser, maent yn cael eu llosgi mewn troellog suddo is ac yn gyflymach i mewn i'r atmosffer, neu syrthio yn ôl i'r Ddaear.

gwrthiant aer yn gryfach pan fydd yr haul yn weithredol. Yn union fel yr awyr yn y balŵn yn ehangu ac yn codi wrth gael eu gwresogi, yn ehangu ac yn codi awyrgylch pan fydd yr haul yn rhoi ei egni ychwanegol. Tenau haenau atmosfferig esgyn ac yn cymryd eu mwy trwchus dyfu lle. Felly, mae'r lloerennau cylchdroi'r ddaear ddylai newid ei safle tua phedair gwaith y flwyddyn i wneud iawn am llusgo atmosfferig. Pan fydd uchafswm gweithgarwch solar, yn cael y lleoliad y ddyfais i addasu bob 2-3 wythnos.

malurion gofod

Y trydydd rheswm, gan orfodi i mi i mewn i orbit - malurion gofod. Un o'r cyfathrebu lloeren Iridium gwrthdrawiad â nad ydynt yn gweithredu llong ofod Rwsia. Maent yn torri i fyny, gan greu cwmwl malurion sy'n cynnwys mwy na 2,500 rhan. Mae pob eitem wedi ei ychwanegu at y gronfa ddata, sydd bellach yn cynnwys dros 18,000 o wrthrychau o darddiad anthropogenig.

NASA yn ofalus monitro popeth a allai fynd yn y ffordd o loerennau, hy. A. Oherwydd malurion wedi dro ar ôl tro i newid orbit.

peirianwyr Rheoli Cenhadaeth Canolfan monitro statws y lloerennau a gofod malurion, a all ymyrryd â symudiad ac yn ôl y gofyn chynllunio symudiadau evasive ofalus. Mae'r un cynlluniau tîm ac yn perfformio symudiadau i addasu'r tilt ac uchder y lloeren.