Umetni satelit je čudo tehnologije in inženiringa. Samo razmislite, kaj morajo znanstveniki razumeti, da se to zgodi: najprej obstaja težnost, nato izčrpno znanje fizike in seveda narava same orbite. Vprašanje, kako sateliti bivajo v orbiti, je res multidisciplinarno in vključuje veliko tehničnega in akademskega znanja.
Prvič, za razumevanje, kako satelit kroži na Zemlji, je pomembno razumeti, kaj orbita vključuje. Johann Kepler je bil prvi, ki je natančno opisal matematično obliko orbite planetov. Medtem ko so bile orbite planetov o Soncu in Lune okoli Zemlje popolnoma krožne, se je Kepler spopadel s konceptom eliptičnih orbitov. Da bi predmet ostal v orbiti okoli Zemlje, mora imeti dovolj hitrosti, da se umakne po svoji poti. To velja tako za naravni satelit kot za umetni. Po Keplerjevem odkritju so znanstveniki lahko sklepali tudi, da kolikor je satelit bliže nekemu objektu, tem je močnejša sila privlačnosti, zato mora hitreje potovati, da ohrani orbito.
Sledi razumevanje same težnosti. Vsi predmeti imajo gravitacijsko polje, vendar to moč občutimo le v primeru posebej velikih predmetov (tj. Planetov). V Zemljinem primeru se gravitacijski poteg izračuna na 9,8 m / s2. Vendar je to poseben primer na površini planeta. Pri izračunu predmetov v orbiti okoli Zemlje se uporablja formula v = (GM / R) 1/2, kjer je v hitrost satelita, G gravitacijska konstanta, M masa planeta in R razdalja iz središča Zemlje. Sklicujoč se na to formulo lahko vidimo, da je hitrost, potrebna za orbito, enaka kvadratnemu korenu oddaljenosti od predmeta do središča Zemlje, ki je tolikokrat pospešek zaradi gravitacije na tej razdalji. Če bi torej hoteli postaviti satelit v krožno orbito na 500 km nad gladino (kar bi znanstveniki poimenovali LEO Low Earth Orbit), bi potreboval hitrost ((6,67 x 10-11 * 6,0 x 1024) / ( 6900000)) 1/2 ali 7615,77 m / s. Večja kot je višina, manjša je hitrost za vzdrževanje orbite.
Resnično, sposobnost satelitov, da vzdržuje svojo orbito, je ravnovesje med dvema dejavnikoma: hitrostjo (ali hitrostjo, s katero bi potoval po ravni črti) in gravitacijskim potegom med satelitom in planetom, ki kroži. Večja kot je orbita, manjša je hitrost. Čim bližje je orbiti, tem hitreje se mora premikati, da ne bo padla nazaj na Zemljo.
Napisali smo veliko člankov o satelitih za Space Magazine. Tukaj je članek o umetnih satelitih in tukaj o geosinhronski orbiti.
Če želite več informacij o satelitih, si oglejte te članke:
Orbitalni predmeti
Seznam satelitov v geostacionarni orbiti
Posneli smo tudi epizodo Astronomy Cast o vesoljskem ladji. Poslušajte tukaj, Epizoda 127: Ameriški vesoljski prevoz.
Viri:
http://sl.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#
