Թե ինչ բարձրության վրա թռչող արբանյակները, ուղեծիրը հաշվարկ, արագությունը եւ ուղղությունը շարժման

Ճիշտ այնպես, ինչպես նստատեղերը թատրոնում թույլ է տալիս տարբեր նայում ներկայացուցչության տարբեր ուղեծրերի արբանյակների տրամադրել հեռանկար, որոնցից յուրաքանչյուրը ունի իր սեփական նպատակին. Ոմանք կարծես թե կախված է այն կետին է մակերեսին, նրանք տրամադրել մշտական ակնարկ մի կողմում Երկրի, իսկ մյուսը circling շուրջ մեր մոլորակի, մեկ օր անցնի բազմաթիվ վայրերում:

տեսակներ ուղեծրերում

Թե ինչ բարձրության վրա թռչող արբանյակները: Կան 3 տեսակի հողային ուղեծրերում: բարձր, միջին եւ ցածր: Բարձր ամենահեռու է մակերեսի ընդհանուր առմամբ շատերը եղանակը եւ որոշ կապի արբանյակները: Արբանյակները orbiting միջին Երկրի ուղեծիր ներառում են նավարկման եւ հատուկ նախատեսված մոնիտորինգի կոնկրետ տարածաշրջան: Առավել գիտական տիեզերանավերի, այդ թվում `մոնիտորինգի համակարգի մակերեսային նավատորմի NASA Earth, գտնվում է ցածր ուղեծիր:

Նրանից, թե որքան բարձր թռչող արբանյակները կախված արագությամբ իրենց շարժման. Ինչպես եք մոտենալ Երկրի ծանրության ուժեղանում է, եւ ավելի արագ շարժում: Օրինակ, NASA- ի Aqua արբանյակը տեւում է մոտ 99 րոպե է թռչել ամբողջ մոլորակի ժամը մոտ 705 կմ է, իսկ օդերեւութաբանական միավորը, որպեսզի հեռավոր 35786 կմ հեռավորության վրա մակերեսի, դա պահանջում է 23 ժամ, 56 րոպե եւ 4 վայրկյան: Հեռավորության վրա գործում 384,403 կմ հեռավորության կենտրոնում է Երկրի Լուսինը ավարտում մեկ հեղափոխություն 28 օրվա ընթացքում:

աերոդինամիկ պարադոքսն

արբանյակային բարձրությունը փոփոխությունը նաեւ փոփոխում այն է ուղեծիր արագությամբ: Այստեղ կա մի պարադոքս է: Եթե արբանյակային օպերատորը ցանկանում է բարձրացնել իր արագությամբ, նա չի կարող պարզապես վազում շարժիչների համար արագացման: Սա կբարձրացնի ուղեծիր (եւ բարձրությունը), որը կարող է հանգեցնել մի նվազմանը արագությամբ: Փոխարենը, դուք պետք է գործարկել շարժիչը հակառակ ուղղությամբ միջնորդությամբ արբանյակի, այսինքն E. կատարել որեւէ գործողություն, որը կարող է դանդաղեցնել շարժվում մեքենան Երկրի վրա: Նման գործողությունը կտեղափոխվի այն ստորեւ, որը բարձրացնել արագությունը:

առանձնահատկություններ ուղեծրերը

Ի լրումն բարձրության, որի ուղին միջնորդությամբ արբանյակի բնութագրվում է էքսցենտրիսիտետ եւ թեքության: Առաջինը վերաբերում է վիճակում է ուղեծիր: Արբանյակային ցածր էքսցենտրիսիտետը շարժվում երկայնքով հետագիծ մոտ է շրջանաձեւ: Էքսցենտրիկ ուղեծիրը elliptical. Հեռավորությունը տիեզերանավի Երկրի կախված է իր դիրքորոշումը.

Թեքությունը - անկյունը ուղեծրից նկատմամբ հասարակած, Արբանյակային, որն պտտվող ուղղակիորեն է հասարակած, ունի զրոյական լանջին: Եթե տիեզերանավերի անցնում է հյուսիսային եւ հարավային բեւեռներում (աշխարհագրական եւ մագնիսական ոչ), դրա թեքումը 90 °:

Բոլորը միասին, հասակը, էքսցենտրիսիտետը եւ թեքության - որոշելու միջնորդությունը արբանյակի եւ նման իր տեսանկյունից նման կլինի երկրի վրա.

բարձր Երկրի

Երբ արբանյակային հասնում հենց 42164 կմ երկրի կենտրոնում (մոտ 36 հազար կմ է մակերեսի), այն մտնում է գոտին, որտեղ այն համապատասխանում է ռոտացիոն պտույտ մոլորակի. Քանի որ մեքենաների շարժվում է նույն արագությամբ, ինչպես Երկրի վրա, այն է. Ե. Դրա ժամկետը հեղափոխության 24 ժամ, որ թվում է, որ դա մնում է տեղում, միայն երկայնություն, չնայած այն կարող է շեղվել հյուսիսից հարավ: Այս հատուկ բարձր ուղեծիրը կոչվում geosynchronous:

Այն արբանյակային շարժվում է շրջանաձեւ ուղեծիր ուղղակիորեն նշված է հասարակած (էքսցենտրիսիտետի եւ թեքության զրո), իսկ հարաբերական Երկրի կանգնած դեռեւս. Նա միշտ գտնվում է վերեւում է նույն կետի վրա դրա մակերեսին.

Geostationary ուղեծիր չափազանց արժեքավոր է եղանակի մոնիտորինգի, քանի որ արբանյակներից դրանց շարունակական ակնարկ նույն մակերեսով: Ամեն մի քանի րոպե, իսկ օդերեւութաբանական ՁԻԱՀ - ի, ինչպես, օրինակ, որ ՇԱՐՈՒՆԱԿՎՈՒՄ, տրամադրել տեղեկություններ ամպերի, ջրի պատրանք եւ քամու, եւ անընդհատ հոսքի տեղեկատվության հիմքն մոնիտորինգի եւ եղանակի կանխատեսումների.

Ի լրումն, GEO սարքերը կարող են օգտակար լինել կապի (հեռախոսակապ, հեռուստատեսություն, ռադիո): ԳՆՈՒՄ արբանյակները տրամադրել աշխատանքի որոնման եւ փրկարարական փարոս, որոնք օգտագործվում են օգնություն որոնման նավերի եւ օդանավերի աղետալի:

Վերջապես, շատ vysokoorbitalnyh Earth արբանյակները մոնիտորինգի արեգակնային ակտիվությունը եւ վերահսկել մակարդակները մագնիսական դաշտերը եւ ճառագայթման.

Հաշվարկը բարձրությունը գեոստացիոնար ուղեծիր

Արբանյակային գործում կենտրոնաձիգ ուժ F _p = (մ V ₁ ²⁾ / R եւ gravitational ուժի F _t = (GM ₁ մ ₂₎ / R ^2: Քանի որ այդ ուժերը հավասար են, դա հնարավոր է հավասարեցնել ճիշտ կողմերին եւ կտրել նրանց մեջ ₁ M զանգվածի. Արդյունքն ակնառու է, հավասարումը v ² = (GM ²⁾ / Ռ. Հետեւաբար արագություն ընդդեմ = ((GM ₂₎ / R) ^1/2

Քանի որ geostationary ուղեծիր մի շրջան 2πr երկարությունը ուղեծրային արագությունը v = 2πR / T.

Հետեւաբար, R ³ = T ² գրոսմայստեր / (4π ^2):

Քանի որ T = 8,64x10 ^4, G = 6,673x10 ^-11 Նմ ² / կգ ^2, M = 5,98x10 ²⁴ կգ, ապա R = 4,23x10 ⁷ մ subtracting է Ռ. Երկրի շառավղից, հավասար 6,38x10 ⁶ մ, դա հնարավոր է իմանալ, թե որ բարձրության արբանյակները թռչել կախված մի կետի վրա մակերեսի - 3,59x10 ⁷ մ.

Lagrange կետն

Այլ Մեծ ուղեծրերը են Lagrange կետը, որտեղ ուժը Երկրի ծանրության փոխհատուցվում է Արեգակի ձգողության: Բոլորը, որ կա, հավասարապես ներգրավել է այդ երկնային մարմինների եւ շրջանառում է մեր մոլորակի շուրջ աստղի:

Հինգ Լագրանժի կետերում Sun-Earth համակարգում, միայն վերջին երկու, որը կոչվում է L5 եւ L4, կայուն են: Իսկ մնացած արբանյակի նման է գնդակի հավասարակշռված գագաթին մի կտրուկ բլրի: որեւէ աննշան հուզմունք պիտի մղել այն. Է մնալ հավասարակշռված վիճակում, որ տիեզերանավերի կարիք մշտական ճշգրտման: Ի վերջին երկու կետերում LAGRANGE արբանյակների նմանեցվում գնդակ է գնդակը: բանից հետո, նույնիսկ ուժեղ խանգարում, նրանք կվերադառնան:

L1 գտնվում է Երկրի եւ Արեգակի, թույլ է տալիս արբանյակները, որոնք դրան, ունենալ մշտական ակնարկ մեր աստղ. The SOHO արեւային աստղադիտարան, NASA արբանյակային, Եվրոպական տիեզերական գործակալության հետեւել արեւը առաջին Lagrange կետի 1.5 միլիոն կիլոմետր հեռավորության վրա:

L2 գտնվում է նույն հեռավորության վրա Երկրի, սակայն զիջում է նրան. Արբանյակները այս վայրում պահանջում է միայն մեկ ջերմային վահան է պաշտպանել արեւի լույսի եւ ջերմության: Սա լավ վայր է տիեզերական դիտակներով, օգտագործվում է ուսումնասիրել բնույթը Տիեզերքի միջոցով դիտարկումներով միկրոալիքային ֆոնային ճառագայթման.

Երրորդ լագրանժյանի կետն գտնվում դիմաց Երկրի վրա, մյուս կողմում արեւի տակ, այնպես որ լույսը միշտ միջեւ իր եւ մեր մոլորակի. Արբանյակային այդ պաշտոնում չի կարողանա շփվել Երկրի հետ:

Չափազանց կայուն չորրորդ եւ հինգերորդ Lagrange կետը orbital ճանապարհին մոլորակի 60 ° առջեւում եւ ետեւում Երկրի վրա.

Միջին Երկրի ուղեծիր

Լինելով ավելի մոտ է երկրի վրա, որ արբանյակները շարժվել ավելի արագ. Կան երկու միջին Երկրի ուղեծիր: կիսամյակային համաժամանակյա, եւ «Lightning"

Թե ինչ բարձրության վրա թռչող արբանյակները է կիսամյակային սինքրոն ուղեծիր. Դա գրեթե շրջանաձեւ (ցածր էքսցենտրիսիտետը) եւ հեռացվում է հեռավորության 26560 կմ հեռավորության երկրի կենտրոնում (մոտ 20200 կմ վերեւում մակերեսի): Արբանյակային է այս բարձրության վրա է ամբողջական ռոտացիայի ամեն 12 ժամ. Գոնե նրա շարժումները, որ Երկրի շրջանառում տակը. 24 ժ, եւ դա հատում է երկու միանման միավոր է հասարակած. Այս ուղեծիրը հետեւողական եւ խիստ կանխատեսելի: Համակարգն օգտագործում Գլոբալ Դիրքորոշման է GPS:

Orbit «կայծակ» (ուղղվածություն 63,4 °), որն օգտագործվում է դիտարկել բարձր լայնություններում: Գեոստացիոնար արբանյակների կցվում է հասարակած, այնպես որ նրանք չեն հարմար միջքաղաքային հյուսիսային կամ հարավային շրջաններում: Այս ուղեծիրը բավականին տարօրինակ է: տիեզերանավերի շարժվում երկայնքով մի երկարուկ էլիպսաձեւ Երկրի հետ, որը գտնվում է մոտ մեկ եզրին: Քանի որ արբանյակը արագացել է ծանրության, որ շարժվում է շատ արագ, երբ այն մոտ է մեր մոլորակի. Երբ եք ջնջել այն արագությունը դանդաղում, այնպես որ նա ծախսում է ավելի շատ ժամանակ է վերեւում ուղեծիր է հեռավոր եզրին է Երկրի, հեռավորությունը, որը կարող է հասնել 40 հազար կմ: ուղեծրով ժամկետը կազմում է 12 ժամ, բայց մոտ երկու երրորդը, այն ժամանակ, արբանյակային ծախսում է ավելի քան մեկ կիսագնդում: Նման է կիսամյակային համաժամանակյա ուղեծիր արբանյակ անցնում է նույն ճանապարհին յուրաքանչյուր 24 ժամ. Այն օգտագործվում է կապի հեռավոր հյուսիսում կամ հարավ:

ցածր Earth

Շատ գիտական արբանյակները, շատերը օդերեւութաբանական եւ տիեզերական կայանը գտնվում են մոտ շրջանաձեւ ցածր Երկրի ուղեծիր: Նրանց լանջին կախված է դիտարկման, թե ինչ են նրանք անում: TRMM համար բացվել է մոնիտորինգի արեւադարձային անձրեւ, այնպես որ, ունի համեմատաբար ցածր հակվածություն (35 °), իսկ մնացած մոտ հասարակած.

Շատ դիտարկումները NASA արբանյակների, գրեթե բեւեռային ուղեծիր vysokonaklonnuyu: The տիեզերանավերի տեղափոխվում շուրջ երկրի ից բեւեռ բեւեռ ունեցող ժամկետով 99 min. Կես ժամանակն է, որ անցնում է հրապարակայնություն կողմում մոլորակի, եւ կրկին անցնում է գիշերվա բեւեռ:

Որպես միջնորդությամբ արբանյակի Երկրի շրջանառում տակը. Ի ժամանակի միավորը մտնում է լուսավորվի մասը, դա են տարածքի հարակից տարածքում ընդունումից իր վերջին ուղեծիր: Ընթացքում 24-ժամյա ժամանակահատվածի բեւեռային արբանյակների ծածկել մասը Երկրի երկու անգամ, մեկ անգամ օրը եւ մեկ անգամ գիշերը:

Sun-համաժամանակյա ուղեծիր

Ճիշտ այնպես, ինչպես geosynchronous արբանյակները պետք է լինի բարձր հասարակած, որը թույլ է տալիս նրանց մնալ մեկ կետում, բեւեռային ուղեծրում ունեն կարողություն մնալ միեւնույն ժամանակ. Նրանց ուղեծիրը արեւը-համաժամանակյա - խաչմերուկում հասարակած տիեզերանավի տեղական արեգակնային ժամանակով միշտ նույնն է: Օրինակ, Terra արբանյակային անցնում Բրազիլիայում միշտ, ժամը 10.30-: Հաջորդ խաչմերուկի 99 րոպե ավելի քան Էկվադորում, Կոլումբիայում տեղի է ունենում նաեւ, ժամը 10:30 տեղական ժամանակով.

Sun-համաժամանակյա ուղեծիրը համար անհրաժեշտ է գիտության, քանի որ այն թույլ է տալիս պահպանել տեսանկյունից արեւի ընկնում մակերեսի Երկրի, թեեւ դա կարող են տարբեր լինել, կախված սեզոնի. Այդ հետեւողականությունը նշանակում է, որ գիտնականները կարող են համեմատել մի քանի տարվա ընթացքում, առանց անհանգստանալու մասին շատ մեծ jumps է լուսաբանելու մեկ անգամ պատկերները մոլորակի տարի է, որը կարող է ստեղծել պատրանք փոփոխության: Առանց արեւի-համաժամանակյա ուղեծիր դա կլինի դժվար է չկորցնել նրանց ժամանակի ընթացքում, եւ հավաքել անհրաժեշտ տեղեկատվության ուսումնասիրության համար կլիմայի փոփոխության.

Ուղին արբանյակի շատ սահմանափակ է: Եթե դա է բարձրության վրա 100 կմ, ուղեծիրը պետք է ունենա լանջին 96 °: Ցանկացած շեղում է անընդունելի: Քանի որ դիմադրության մթնոլորտի եւ գրավիչ ուժի Արեգակի եւ Լուսնի ուղեծիր փոփոխվող ապարատի, ապա այն պետք է պարբերաբար ճշգրտվում:

Ուղեծիր: մեկնարկը

Մեկնարկը պահանջում է էներգիա, որի չափը կախված գտնվելու վայրը կսկսի պահոցում, բարձրության եւ լանջին ապագա հետագիծ իր շարժմանը. Հասնել հեռավոր ուղեծիր, անհրաժեշտ է ծախսել ավելի շատ էներգիա. Արբանյակները հետ զգալի թեքման (օրինակ, բեւեռային), որը ավելի շատ էներգիա է սպառում, քան նրանք, ովքեր circling ավելի հասարակած: Ուղեծիր ցածր թեքումով օգնելու Երկրի պտույտը: Միջազգային տիեզերական կայանը , որը շարժվում է մի անկյան տակ 51,6397 °: Սա անհրաժեշտ է ապահովել, որ տիեզերանավը եւ ռուսական հրթիռները էին ավելի հեշտ է հասնել նրան: Բարձրությունը ISS - 337-430 կմ. Բեւեռային արբանյակները, մյուս կողմից, միջոցների զարկերակին Երկրի չեն ստանում, այնպես որ նրանք պահանջում են ավելի շատ էներգիա է բարձրանալ նույն հեռավորությունը:

հարմարեցում

Մեկնարկից հետո արբանյակի համար անհրաժեշտ է ջանքեր գործադրել, որպեսզի պահել այն մի որոշակի ուղեծիր: Քանի որ Երկրի չէ կատարյալ ոլորտը, դրա ծանրության ավելի ուժեղ է, որոշ տեղերում: Այս անհավասարությունն, ի լրումն ներգրավման արեւի, լուսնի եւ Յուպիտերի (առավել զանգվածային մոլորակ Արեգակնային համակարգի), փոխում է հակվածությունը ուղեծիր: Ողջ իր կյանքի պաշտոնը ՇԱՐՈՒՆԱԿՎՈՒՄ արբանյակները ուղղեց երեք կամ չորս անգամ: LEO NASA սարքերը պետք է հարմարեցնել իր Ղեկի կարգավորում, տարեկան:

Բացի այդ, մոտ-Earth արբանյակները ազդում է մթնոլորտը. Ամենավերին շերտերը, թեեւ բավականին նոսր, ունենալ բավականաչափ ուժեղ դիմադրություն է հրավիրել նրանց մոտ է Երկրին: The ազդեցությունը ծանրության հանգեցնում է արագացմանը արբանյակների. Ժամանակի ընթացքում, նրանք այրել են պարույրի սուզում ցածր եւ ավելի արագ է մթնոլորտ, կամ ընկնում ետ դեպի Երկրի վրա.

Օդի դիմադրություն է ավելի ուժեղ է, երբ արեւը ակտիվ է: Ճիշտ այնպես, ինչպես օդը փուչիկ ընդլայնում եւ բարձրանում երբ Ղեկի, ընդլայնում եւ բարձրանում մթնոլորտ, երբ արեւը տալիս այն լրացուցիչ էներգիա: Նոսր մթնոլորտային շերտերը է ելնել եւ իրենց տեղը denser: Հետեւաբար, արբանյակները orbiting երկիրը, պետք է փոխի իր դիրքորոշումը մոտ չորս անգամ մեկ տարի է փոխհատուցել մթնոլորտային քաշել. Երբ արեւային ակտիվության առավելագույն, պաշտոնը սարքի պետք է հարմարեցնել յուրաքանչյուր 2-3 շաբաթ:

տիեզերական աղբի

Երրորդ պատճառը, ստիպելով ինձ Orbit - տիեզերական բեկորներ. Մեկը հաղորդակցությունների արբանյակային Iridium բախվել է չգործող ռուսական տիեզերանավի. Նրանք խախտել են, ստեղծելով բեկորներ ամպ, որը բաղկացած է ավելի քան 2500 մասերի: Յուրաքանչյուր տարրը արդեն ավելացվել է տվյալների բազայում, որն այժմ ներառում է ավելի քան 18.000 օբյեկտներ մարդածին ծագում:

ՆԱՍԱ-ն ուշադիր հետեւում է ամեն ինչ, որ կարող է ստանալ այն ճանապարհին արբանյակների, այսինքն, Ա. Շնորհիվ բեկորներ բազմիցս ստիպված է եղել փոխել ուղեծիր:

Կենտրոն Առաքելություն Կառավարման ինժեներները վերահսկել կարգավիճակ արբանյակներից եւ տիեզերական բեկորներ, որը կարող է միջամտել շարժման եւ, ինչպես պահանջվում է ուշադիր պլանավորել խուսափողական զորավարժություններին. Նույն թիմում ծրագրերը եւ կատարում զորավարժություններ հարմարեցնել շրջվելու եւ բարձրությունը արբանյակի.