衛星が軌道にとどまる方法

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人工衛星は技術とエンジニアリングの驚異です。これを実現するために科学者が何を理解する必要があるかを検討してください。最初に重力があり、次に物理学の包括的な知識、そしてもちろん軌道自体の性質です。つまり、衛星が軌道上にどのように留まるかという問題は、専門的および学問的な知識を含む学際的な問題です。

まず、衛星がどのように地球を周回するかを理解するには、軌道が何を伴うかを理解することが重要です。ヨハンケプラーは、惑星の軌道の数学的形状を正確に記述した最初の人物です。太陽の周りの惑星の軌道と地球の周りの月は完全に円形であると考えられていたのに対し、ケプラーは楕円軌道の概念に出くわしました。オブジェクトが地球の周回軌道に留まるためには、そのパスをたどるのに十分な速度が必要です。これは、人工衛星の場合と同様に、自然衛星にも当てはまります。ケプラーの発見から、科学者は衛星が物体に近いほど引力が強くなるため、軌道を維持するためにはより速く移動する必要があると推測することもできました。

次に重力自体の理解が始まります。すべてのオブジェクトは重力場を持っていますが、この力が感じられるのは、特に大きなオブジェクト(つまり惑星)の場合のみです。地球の場合、引力は9.8 m / s2と計算されます。しかし、それは惑星の表面での特定のケースです。地球の軌道上のオブジェクトを計算するとき、式v =(GM / R)1/2が適用されます。ここで、vは衛星の速度、Gは重力定数、Mは惑星の質量、Rは距離です。地球の中心から。この公式に基づいて、軌道に必要な速度は、オブジェクトから地球の中心までの距離の平方根に、その距離での重力による加速度を掛けたものに等しいことがわかります。したがって、地上500 kmの円軌道に衛星を配置したい場合(科学者は低地球軌道LEOと呼びます)、((6.67 x 10-11 * 6.0 x 1024)/( 6900000))1/2または7615.77 m / s。高度が高いほど、軌道を維持するために必要な速度は少なくなります。

つまり、軌道を維持する衛星の能力は、その速度(または直線を移動する速度)と、衛星と軌道を回る惑星との間の引力の2つの要素の間のバランスになります。軌道が高いほど、必要な速度は小さくなります。軌道に近づくほど、地球に落ちないようにするためにより速く移動する必要があります。

Space Magazineには、衛星に関する多くの記事を書いています。これは人工衛星に関する記事であり、これは静止軌道に関する記事です。

衛星の詳細については、次の記事をご覧ください。
軌道オブジェクト
静止軌道にある衛星のリスト

また、スペースシャトルに関する天文学キャストのエピソードも記録しました。ここで聞いてください、エピソード127:米国のスペースシャトル。

出典:
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#

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