কেন একটি কক্ষপথ একটি পতন হয়

আপনি যাদেরকে স্পেস স্টেশনে উড়তে দেখেছেন তারা সবাই পড়ে যাচ্ছে. তাই স্টেশন, এবং তাই চাঁদ. তাদের কেউই “মাধ্যাকর্ষণ শক্তির উপরে” নয়। তারা পৃথিবীর চারপাশে ঘুরে বেড়াচ্ছে, আবার আর আবার, এবং কখনোই আঘাত করেনি।

একটি কক্ষপথ শুধুমাত্র একটি পতন যা কখনও শেষ হয় না.

দেখো

বলটাকে পাশের দিকে ছুঁড়ে দিলে সেটা মাটিতে ঝুলে যাবে। এটাকে জোরে ছুঁড়ে দাও, আর সেটা আরও দূরে পড়বে। এখন কল্পনা করুন, এটা এত জোরে ছুঁড়ে ফেলা হয়েছে যে… …এক মিটার নিচে পড়ার আগেই… …তার নিচের মাটি ভেঙ্গে গেছে। বক্ররেখা এক মিটারেরও বেশি। এটা এখনো পড়ছে। এটা কখনোই কাছাকাছি আসে না।

পৃথিবীতে যা ঘটে তা হল 7.8 km/s পৃষ্ঠের কাছাকাছি (28,000 কিলোমিটার/ঘন্টা)। মাটির ওপর কিছুই এত দ্রুত চলতে পারে না, কারণ বাতাসে তা থামবে, তাই আমরা প্রথমে বাতাসের উপরে যাই। এটাই রকেটের কাজ: এটি বায়ুমণ্ডলের উপরে একটি মহাকাশযান তুলে এবং তারপর তাড়িয়ে দেয় পাশের দিকেখুব কঠিন.

• কক্ষপথের গতির চেয়ে ধীর: পথটি মাটির মধ্যে বক্ররেখা তৈরি করে ।
• ঠিক কক্ষপথের গতি: একটি বৃত্ত।
• আরও দ্রুত: একটি উপবৃত্তাকার, বাইরে এবং পিছনে ঘুরছে।
• escape speed এর চেয়ে দ্রুত (নিম্ন কক্ষপথ থেকে প্রায় 11 কিমি/সেকেন্ড): পথটি খোলা থাকে এবং কখনও ফিরে আসে না।

প্রথমে অনুমান করুন: আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনের উচ্চতায় মাধ্যাকর্ষণ কতটা শক্তিশালী, মাটির তুলনায়?

90% শক্তিশালী। মহাকাশচারীরা মাধ্যাকর্ষণহীনতার কারণে উড়তে পারে না, বরং তারা এবং তাদের স্টেশন একসাথে পড়ছে।

একটি পতনশীল মহাকাশযানের ভেতরে সবকিছু একই হারে পড়ে, তাই অন্য কিছুর উপর কোন চাপ নেই। তাই মহাকাশচারীরা উড়তে পারে। মহাকাশ সংস্থাগুলো এটাকে বলে মাইক্রোগ্রাভিটি.

বুঝতে পেরেছি

পৃথিবীর কাছাকাছি, মাধ্যাকর্ষণ ত্বরণ g = GM / r² সঙ্গে টান। r ব্যাসার্ধের একটি বৃত্তে v গতিবেগে চলাচল করতে হলে v²/r এর কেন্দ্রের দিকে টানতে হবে। একটি কক্ষপথ হল যেখানে মহাকর্ষীয় টান প্রদান করে:

v²/r = GM/r²  →  v = √(GM / r)

পৃথিবীর GM = 398,600 km³/s² এবং r = 6,371 + 200 = 6,571 কিলোমিটার, v ≈ 7.79 কিলোমিটার/সেকেন্ড। চলচ্চিত্রে নিউটনের কল্পনাপ্রসূত 600 কিলোমিটার উচ্চতার পর্বতমালার উচ্চতায় r=6,978 কিলোমিটার এবং v=7.56 কিলোমিটার/সেকেন্ড।

একবার ঘুরতে সময় লাগে: T =2πr / v, 200 কিলোমিটার বেগে 88 মিনিট। উচ্চতর কক্ষপথগুলো ধীর এবং দীর্ঘস্থায়ী: চাঁদ, 384,400 কিলোমিটার দূরে, 27.3 দিন সময় নেয়।

মাস্টার

আনুভূমিকভাবে r₀ ব্যাসার্ধে এবং v গতি সহকারে উৎক্ষেপণ করা হবে এবং পৃথিবীর কেন্দ্রবিন্দুকে একটি ফোকাসে রেখে পথটি একটি কনিকের আকারে নির্ধারিত হবে । প্রতি কিলোগ্রাম শক্তি,

ε = v²/2− μ/r₀,

আকৃতি নির্ধারণ করে: 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 একটি হাইপারবোলা । ε =0সেট করলে এস্কেপ গতি v_ esc = √(2μ/ r₀) পাওয়া যায়, যা একই উচ্চতায় বৃত্তাকার গতি থেকে ঠিক √2 গুণ বেশি।

একটি অনুভূমিক উৎক্ষেপণ সবসময়ই উৎক্ষেপণ বিন্দুকে একটি অক্ষ-এ রাখে: যদি v বৃত্তের গতি এর নিচে থাকে, তাহলে কক্ষপথের সর্বোচ্চ বিন্দু, যদি এর উপরে থাকে তবে সর্বনিম্ন বিন্দু। এই কারণেই চলচ্চিত্রের ধীর গতির বলগুলো পাহাড় থেকে পড়ে যায়, আর দ্রুতগতির বলগুলো নিচে থেকে ফিরে আসে।