Чаму арбіта — гэта падзенне

Усе астранаўты, якіх вы калі-небудзь бачылі плаваць на касмічнай станцыі, падаюць. Таксама ёсць станцыя, і гэта месяц. Ніхто з іх не мае «вышэйшай гравітацыі». Яны ідуць па ўсім свеце, і ніколі не вяртаюцца назад.

Арбіта — гэта проста падзенне, якое ніколі не заканчваецца.

Паглядзець

Ён трымае мяч у руках і падае яго на поле. Яны доўга не пражываюць і знікаюць. А цяпер уявіце, што вы кідаеце яго так моцна, што да таго часу, як ён знікне на метр, пад ім будзе зямля. выцягнута на адзін метр. Ён усё яшчэ падае. Але ніколі не стаў больш вядомым.

На Зямлі гэта адбываецца каля 7,8 км/ с блізка да паверхні (28000 км/г). Нішто на зямлі не можа рухацца так хутка, бо паветра яго спыніць, таму мы ідзем над паветрам. Гэта ўсё, што робіць ракета: яна падымае касмічны апарат над атмасферай і затым штурхае яго боку, вельмі моцна.

• Павольней, чым хуткасць орбіты: траекторыя круціцца ў бок Зямлі.
• Арбіта гравітацыі: круг.
• Faster: an ellipse, swinging out and back.
• Хутчэй за хуткасць (каля 11 км/ с з нізкай арбіты): шлях адкрываецца і не вяртаецца.

Угадайце: наколькі моцная гравітацыя на вышыні Міжнароднай касмічнай станцыі ў параўнанні з зямлёй?

90 % насельніцтва. Астраўцы плаваюць не таму, што гравітацыі няма, а таму, што яны і іх станцыя падаюць разам.

Усе астатнія рэчывы ў атмасферы знаходзяцца ў аднолькавым становішчы, таму іх нельга адрозніць. Астрономы зрабілі некалькі высноў. Космічныя агенцтва называюць гэта мікрагравітацыя.

Паразумець

У бліжэйшых да Зямлі кропках гравітацыя прыцягвае з паскарэннем g = GM/r². Для руху па кругу радыясам r з хуткасцю v патрэбна цяга да цэнтра v²/r. Арбіта - гэта месца, дзе гравітацыя забяспечвае менавіта такое прыцягненне:

v²/ r = GM/ r²  →  v = √( GM / r)

With GM of Earth = 398,600 km³/s² and r = 6,371 + 200 = 6,571 km, v ≈ 7.79 km/s. На вышыні 600-кіламетровай горы ў фільме, r = 6978 км і v = 7,56 км/с.

Час на адзін круг: T = 2πr / v, каля 88 хвілін на 200 км. Higher orbits are slower and longer: the Moon, 384,400 km away, takes 27.3 days.

Галоўны

Launch horizontally at radius r₀ with speed v and the path is a conic section with Earth’s centre at one focus. Энергія на кілаграм

ε = v²/ 2 − μ/ r₀,

вызначае форму: ε < 0 is an ellipse (including the circle and the paths that hit the ground, which are ellipses interrupted by the surface), ε = 0 a parabola, ε > 0 гіпербола. У выпадку, калі ε = 0, хуткасць эвакуацыі v_esc = √(2μ/r₀), што ў √2 разоў больш кругавой хуткасці на той жа вышыні.

Гарызантальны запуск заўсёды ставіць кропку запуску ў апсіда: найвышэйшая кропка арбіты, калі v ніжэй кругавой хуткасці, найніжэйшая, калі вышэй. У выніку, большасць фільмаў з’яўляюцца ў кінатэатрах, а некаторыя з іх выходзяць на экраны толькі пасля рэлізу.