Bakit isang orbit ay isang pagbagsak

Ang bawat astronaut na kailanman mo nakitang lumulutang sa space station ay bumabagsak. Kaya ay ang istasyon, at kaya ay ang Buwan. Walang isa sa kanila ay “sa itaas ng gravity”. Sila ay bumaba sa paligid ng Earth, muli at muli, at hindi kailanman pindutin ito.

Ang orbit ay isang simpleng pagbagsak na hindi kailanman magtatapos.

Tingnan

I-throw ang isang bola sideways at ito curves pababa sa lupa. I-throw ito mas mahirap at ito lupain malayo. Ngayon isipin ang throwing ito kaya mahirap na, sa pamamagitan ng oras na ito ay bumaba ng isang metro, ang lupa sa ilalim nito ay curved malayo sa pamamagitan ng isang metro masyadong. Ito ay pa rin bumababa. Ito ay hindi kailanman nagiging anumang mas malapit.

Sa Earth na nangyayari sa tungkol sa 7.8 km / s malapit sa ibabaw (28,000 km / h). Walang bagay sa lupa ay maaaring ilipat na mabilis dahil ang hangin ay ihinto ito, kaya pumunta kami sa itaas ng hangin una. Na ang lahat ng isang rocket ay gumagawa: ito lifts isang spacecraft sa itaas ng kapaligiran at pagkatapos ay itulak ito sideways, napakahirap.

• Mas mabagal kaysa sa orbital bilis: ang landas curves sa lupa.
• Totoong orbital bilis: isang bilog.
• Mas mabilis: isang tambilugan, swinging out at bumalik.
• Mas mabilis kaysa pagtakas bilis (tungkol sa 11 km / s mula sa mababang orbit): ang landas ay bubukas up at hindi kailanman bumalik.

Tanungin ang unang: kung gaano kalaki ang gravity sa taas ng International Space Station, kumpara sa lupa?

Tungkol sa 90% bilang malakas. Ang mga astronaut ay hindi lumulutang dahil sa kawalan ng grabitasyon, kundi dahil sila at ang kanilang istasyon ay nagkakaroon ng pagkakahawig.

Sa loob ng isang bumabagsak spacecraft lahat ng bagay ay nahulog magkasama sa parehong rate, kaya walang presses sa anumang iba pa. Ito ang dahilan kung bakit ang mga astronaut ay lumulutang. Ang mga ahensiya ng espasyo ay tinatawag itong microgravity.

Maunawaan

Sa malapit sa Daigdig, ang grabitasyon ay humahawak ng isang akselerasyon na g = GM/r². Ang paglipat sa isang bilog ng radius r sa bilis v ay nangangailangan ng pull patungo sa sentro ng v²/r. Ang isang orbita ay kung saan gravity nagbibigay ng eksaktong na pull:

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. Sa taas ng imahinasyon ni Newton na 600 km bundok sa pelikula, r = 6,978 km at v = 7.56 km/s.

Ang oras para sa isang lap ay sumusunod: T = 2πr / v, tungkol sa 88 minuto sa 200 km. Ang mas mataas na orbits ay mabagal at mas mahaba: ang Buwan, 384,400 km ang layo, tumatagal ng 27.3 araw.

Master

Ang bilis ng paggalaw ng isang bagay sa espasyo ay tinatawag na radius o radii, at ang distansiya nito mula sa sentro ng espasyo ay tinatawag na distansiyang orbital. Ang enerhiya sa bawat kilogram,

ε = v²/2 − μ/r₀,

nagpasya ang hugis: 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 >0isang hayperbola. Ang pagtakda ng ε =0ay nagbibigay ng bilis ng pagtakas na v_esc = √(2μ/r₀), eksaktong √2 beses ang bilis ng bilog sa parehong taas.

Ang isang pahalang na paglunsad palaging inilalagay ang punto ng paglulunsad sa isang apsis: ang pinakamataas na punto ng orbita kung v ay sa ibaba pabilog bilis, ang pinakamababang kung sa itaas. Iyon ay kung bakit ang mas mabagal na bola sa pelikula mahulog ang layo mula sa bundok, at ang mas mabilis na mga bumalik sa ito mula sa ibaba.