Tämä oppitunti on laadittu Local Solar System Tämä artikkeli on säätiön tiimin jäsenen kirjoittama ja pätevä arvioija voisi parantaa sitä. Oletko pätevä tässä aiheessa? Ehdota muokkausta
Orbit Sandbox -peli
Avaa koko sivuMikä on kiertorata? Heitä pallo sivuttain ja se kaatuu alas maahan. Heitä sitä nopeammin ja se laskeutuu kauemmas. Heitä se tarpeeksi nopeasti ja maa kaatuu pois sen alta yhtä nopeasti kuin se putoaa, joten se ei koskaan laskeudu: se jatkaa putoamistaan planeetan ympäri ja aina epäonnistuu. Se on kiertorata. Mikään ei pidä satelliittia pystyssä; se putoaa koko ajan.
Mitä tapahtuu:
Kokeile tätä
Putoaa taaksepäin Kiertoradat Escape-toiminnot
·
Hienosäätää kiertorataa (kiertoradan elementtejä ja Keplerin lakeja)
Tähtitieteilijät kuvaavat kiertorataa viidellä numerolla, joita kutsutaan kiertoradan elementteiksi.Vaihda niitä täällä; korkeus ja nopeus yllä seuraavat.
Kuinka käyttää sitä
- Sivusuunnassa nopeus
- Tämä yksi säädin päättää mitä tapahtuu. Liian hidas ja se putoaa takaisin. Tarpeeksi nopeasti ja se kiertää ympyrää. Nopeammin ja se heiluu ulos ellipsiksi. Nopeampi kuin paeta nopeus ja se lähtee ikuisesti. Värillinen palkki liukusäätimen alla näyttää, missä kukin alkaa valitussa korkeudessa.
- Korkeus
- Korkeammalla painovoima on heikompi, joten hitaampi nopeus riittää pysymään kiertoradalla, mutta korkeammalla painovoima on suurempi.
- Aikanopeus
- Todelliset kiertoradat kestävät tunteja, päiviä tai vuosia, joten aika kuluu nopeammin. Aika × 1000 tarkoittaa, että jokainen sekunti näytöllä on 1000 sekuntia (noin 17 minuuttia) avaruudessa. Planeetan pyörimisnopeus nopeutuu samalla määrällä. Näytetyt luvut ovat aina todellisia.
- Maanpinta
- Kultainen jälki on satelliitin alapuolella oleva polku, joka kiertää Maan kiertoradan alla, joten jokainen kierros kulkee eri paikan yli.
- Kultainen nuoli
- Mihin suuntaan se liikkuu ja kuinka nopeasti: mitä pidempi nuoli, sitä nopeammin.
- Katsotaanpa ympärillemme
- Vedä kuvaa kääntääksesi sitä, vieritä tai nipistä zoomataksesi.Himmeä ruudukko on Maan päiväntasaajan taso (tai Auringon ympärillä Maan kiertoradan taso).
Tietotaulukko (vaihtoehtoinen teksti)
| Aikaväli | Etäisyys Auringosta nyt | Nopeus nyt |
|---|
Kuusi numeroa. Tämä on kaikki mitä tarvitaan kuvaamaan minkä tahansa kiertoradan aurinkokunnassa, Kuun ja komeetan välillä. Opi lukemaan niitä ja voit kiinnittää mihin tahansa maailmaan, vuosia eteenpäin.

Kuusi numeroa kuvaavat mitä tahansa rataa aurinkokunnassa.
Katso.
Jotta voisit kuvailla, mihin satelliitti tai planeetta menee, sinun on vastattava muutamaan kysymykseen:
- Kuinka suuri on kiertorata?
- Mikä muoto se on: pyöreä tai venytetty?
- Kuinka kallistettu Onko se?
- Mihin suuntaan kallistuksenvaimennin on suunnattu?
- Mihin suuntaan venytetty osa osoittaa?
- Missä Missä ruumis on juuri nyt?
Jokainen vastaus on yksi numero. Yhdessä näitä kuutta lukua kutsutaan orbitaalielementeiksi, ja ne kuvaavat mitä tahansa rataa.
Hiekkalaatikossa Molniya-rata on ladattu. Venäläiset viestintäsatelliitit käyttävät tätä pitkää, kallistettua kiertorataa, jotta ne voivat loikoilla tuntikausia korkealla pohjoisen yläpuolella, missä geostationaariset satelliitit ovat vaikeasti nähtävissä. Valitse Sivunäkymä nähdäksesi kallistuksen ja kokeile liukusäätimiä.
Ymmärrän.
| Alkuaine | Symboli | Mitä se asettaa |
|---|---|---|
| Suuren akselin puoli | Valitse tämän vaihtoehdon avulla | Koko |
| Epäkeskisyys | e | Muoto |
| Kaltevuus | Käytä vaihtoehtoja | Kiertotason kaltevuus vertailutasoon nähden |
| Nousevan solmun pituuspiiri | Ω | Suunta, jossa kiertorata risteää vertailutason kanssa “ylöspäin” |
| Periapsis-argumentti | ω | Missä on lähin piste, mitattuna kiertoratatasossa nousevasta solmusta |
| Keskimääräinen poikkeama aikakaudella | M₀ | Missä ruumis on tiettynä hetkenä (aikakausi) |
Planeettojen vertailutaso on yleensä planeetan kiertorata. ekliptiikka, Maan kiertoradan taso ja viitesuunta on maaliskuun päiväntasaaja. Maan satelliittien vertailutaso on maan päiväntasaaja.
Joitakin merkittäviä arvoja:
- i = 0°: kiertorata sijaitsee vertailutasolla. A-M_BAR_Kiina geostationaarinen Satelliitin i = 0 ja e = 0 ympäri Maan päiväntasaajan.
- i = 90°: polaarinen kiertorata, joka kulkee molempien napa-alueiden yli.
- i > 90°: retrograde, kiertää taaksepäin.
- Molnjan kiertoradalla käytetään tarkoituksellisesti arvoa i = 63,4°: tuolla kaltevuudella Maan pullistuma ei saa periapsista liikkumaan kiertoradan ympäri.
Mestari.
Kolme kulmaa ovat järjestetty joukko kierroksia. Piste kiertoratatasossa (x′ kohti periapsista, y′ 90° eteenpäin) siirtyy viitekehykseen R_z(−Ω) · R_x(−i) · R_z(−ω). Tämä on juuri se muunnos, jota käytetään JPL:n “Planeettojen likimääräisissä sijainneissa”, joita sivuston ohjeet käyttävät:
x = (cos ω cos Ω − sin ω sin Ω cos i) x′ + (−sin ω cos Ω − cos ω sin Ω cos i) y′
ja samankaltaisia ilmaisuja y:lle ja z:lle.
Planeetta taulukot antavat usein muunnelmia: Perihelion pituuspiiri ϖ = Ω + ω (hyödyllinen, kun i on pieni ja Ω on huonosti määritelty) ja keskimääräinen pituuspiiri L = ε + M. JPL:n taulukot listaavat a, e, i, L, ϖ, Ω ja niiden muutosnopeudet vuosisadassa, koska muut planeetat häiritsevät hitaasti jokaista rataa.
Miksi 63,4 astetta? Earth’s equatorial bulge (the J₂ term) makes the argument of periapsis precess at a rate proportional to (5 cos² i − 1). Se katoaa, kun cos² i = 1/5, eli i = 63.43° tai 116.57°: “kriittiset kaltevuudet”. Kaksi-kappaleongelmassa vakioina pysyvät alkiot ajautuvat hitaasti todellisuudessa; siksi alkiojoukkoihin liittyy aina epoksi, hetki jolloin ne ovat voimassa.
Kokeile sitä
Lataa Molniya-rata, valitse 'Sivunäkymä' ja muuta kallistuskulma 63.4 asteesta 0 asteen ja sitten 180 asteen välillä Kuvaile yhdellä lauseella mitä kukin kolmesta kulmaliukuista tekee radalle.
Haasteet ovat se, mistä oppiminen lähtee.
Pikatietovisa
3 nopeita kysymyksiä. Valitse vastaus nähdäksesi oletko oikeassa.
-
Mikä elementti kertoo kuinka kalteva kiertorata on?
- A Epäkeskisyys
- B Kaltevuus
- C Suuren akselin puoli
- D Keskimääräinen poikkeama
Näytä vastaus
B. Kaltevuus
-
Radan kaltevuus on suurempi kuin 90 astetta:
- A Mahdotonta.
- B Retrogradinen: keho kiertää taaksepäin
- C Aina kiertävä
- D Aurinkokunnan ulkopuolella
Näytä vastaus
B. Retrogradinen: keho kiertää taaksepäin Halleyn komeetta (162 astetta) ja Neptunuksen kuu Triton (noin 157 astetta) ovat retrogradeja.
-
Mitkä kaksi elementtiä kuvaavat kiertoradan kokoa ja muotoa?
- A Kaltevuus ja solmu
- B Suurakselin puoli ja eksentrisyys
- C Periapsis-argumentti ja keskimääräinen poikkeama
- D Solmu ja keskiarvo poikkeama
Näytä vastaus
B. Suurakselin puoli ja eksentrisyys
Maaliviiva
- Pelattiin interaktiivisella
- Lue oppitunti
- Otin haasteen vastaan
- Osallistui tietovisaan
Merkitse oppitunti valmiiksi, jotta voit tallentaa sen edistymisesi tällä laitteella.
Oppitunti suoritettu.
Seuraavaksi Kiertoradan nopeus: vis-viva-yhtälöTässä oppitunnilla käytetyt sanat
Lähteet
- NASA JPL, Basics of Space Flight, Chapter 3: Gravity and Mechanics
- JPL SSD: Keplerian elements for approximate positions of the planets
- JPL Small-Body Database API documentation (orbital element definitions)
- JPL SSD: Planetary Satellite Mean Elements
- ESA: Types of orbits
Tämä oppitunti on lisensoitu CC BY-SA 4.0.