En konstgjord satellit är ett underverk av teknik och teknik. Tänk bara på vad forskare måste förstå för att få detta att hända: först finns det allvar, sedan en omfattande kunskap om fysik och naturligtvis banans själva karaktär. Så egentligen är frågan om hur satelliter stannar i omloppsbana en tvärvetenskaplig fråga som involverar en stor teknisk och akademisk kunskap.
Först för att förstå hur en satellit kretsar runt jorden är det viktigt att förstå vad bana innebär. Johann Kepler var den första som exakt beskrev den matematiska formen på planeternas banor. Medan banorna av planeter om solen och månen om jorden ansågs vara perfekt cirkulära, snubblade Kepler över begreppet elliptiska banor. För att ett objekt ska stanna i omloppsbana runt jorden måste det ha tillräckligt med hastighet för att återgå till sin väg. Detta gäller lika för en naturlig satellit som för en konstgjord satellit. Från Keplers upptäckt kunde forskare också dra slutsatsen att ju närmare en satellit är ett objekt, desto starkare attraktionskraft, och därför måste den resa snabbare för att upprätthålla omloppsbana.
Därefter kommer en förståelse av själva tyngdkraften. Alla objekt har ett gravitationsfält, men det är bara i fallet med särskilt stora föremål (dvs planeter) som denna kraft känns. I jordens fall beräknas gravitationsdragningen till 9,8 m / s2. Det är emellertid ett specifikt fall på planeten. Vid beräkning av föremål i omloppsbana runt jorden gäller formeln v = (GM / R) 1/2, där v är satellitens hastighet, G är gravitationskonstanten, M är planetens massa och R är avståndet från jordens centrum. Genom att förlita oss på denna formel kan vi se att hastigheten som krävs för omloppsbana är lika med kvadratroten från avståndet från föremålet till jordens centrum gånger accelerationen på grund av tyngdkraften på det avståndet. Så om vi ville sätta en satellit i en cirkulär bana 500 km över ytan (vad forskare skulle kalla en Low Earth Orbit LEO), skulle den behöva en hastighet på ((6,67 x 10-11 * 6,0 x 1024) / ( 6900000)) 1/2 eller 7615,77 m / s. Ju större höjd desto mindre hastighet behövs för att bibehålla banan.
Så, en satellits förmåga att upprätthålla sin bana kommer till en balans mellan två faktorer: dess hastighet (eller hastigheten med vilken den skulle röra sig i en rak linje), och gravitationsdragningen mellan satelliten och planeten den kretsar runt. Ju högre bana, desto mindre hastighet krävs. Ju närmare bana, desto snabbare måste den röra sig för att säkerställa att den inte faller tillbaka till jorden.
Vi har skrivit många artiklar om satelliter för Space Magazine. Här är en artikel om konstgjorda satelliter, och här är en artikel om geosynkron bana.
Om du vill ha mer information om satelliter, kolla in dessa artiklar:
Orbitala objekt
Lista över satelliter i geostationär bana
Vi har också spelat in ett avsnitt av Astronomy Cast om rymdfärjan. Lyssna här, avsnitt 127: US Space Shuttle.
källor:
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#
