ಒಂದು ಕಕ್ಷೆ ಏಕೆ ಬೀಳುತ್ತದೆ

ನೀವು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನಿಲ್ದಾಣದಲ್ಲಿ ಹಾರಾಡುವ ಪ್ರತಿಯೊಬ್ಬ ಮಾನವ ವಿಜ್ಞಾನಿಯನ್ನು ನೋಡಿದ್ದೀರಿ ಅವರು ಬಿದ್ದು ಹೋಗುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. ಹಾಗೆಯೇ ಈ ನಿಲ್ದಾಣವೂ ಇದೆ, ಚಂದ್ರನಲ್ಲೂ ಇದೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದೂ “ಗುರುತೃಪ್ತಿಯ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿಲ್ಲ”. ಅವು ಭೂಮಿಯ ಸುತ್ತಲೂ ಮತ್ತೆ ಮತ್ತೆ ಬೀಳುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಅದು ಅದನ್ನು ಮುಟ್ಟುವುದಿಲ್ಲ.

ಒಂದು ಕಕ್ಷೆ ಎಂದಿಗೂ ಮುಗಿಯದ ಒಂದು ಕುಸಿತ.

ನೋಡು

ಬೌಲನ್ನು ಪಕ್ಕಕ್ಕೆ ಎಸೆದು ಅದು ನೆಲಕ್ಕೆ ಕುಸಿಯುತ್ತದೆ. ಅದನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಬಲವಾಗಿ ಎಸೆದರೆ ಅದು ದೂರಕ್ಕೆ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ. ಈಗ ನೀವು ಅದನ್ನು ಎಷ್ಟು ಬಲವಾಗಿ ಎಸೆಯುತ್ತೀರೋ, ಅದು ಒಂದು ಮೀಟರ್ ಇಳಿಯುವ ಹೊತ್ತಿಗೆ ಅದರ ಕೆಳಗಿನ ಭೂಮಿಯು ಕರಗಿ ಹೋಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಿ. ದೂರಕ್ಕೆ ವಕ್ರಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ ಒಂದು ಮೀಟರ್‌ನಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಳ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಇದು ಇನ್ನೂ ಕುಸಿಯುತ್ತಿದೆ. ಅದು ಯಾವತ್ತೂ ಹತ್ತಿರವಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಇದು 7.8 km/s ಮಣ್ಣಿನ ಸಮೀಪದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ (28,000 ಕಿ.ಮೀ/ಗಂಟೆ). ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಏನೂ ಅಷ್ಟೊಂದು ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ, ಏಕೆಂದರೆ ಗಾಳಿ ಅದನ್ನು ತಡೆಯುವ ಕಾರಣದಿಂದ ನಾವು ಮೊದಲು ಗಾಳಿಯ ಮೇಲಕ್ಕೆ ಹೋಗುತ್ತೇವೆ. ಅದುವೇ ಕ್ಷಿಪಣಿಯ ಕೆಲಸ: ಅದು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನೌಕೆಯನ್ನು ವಾತಾವರಣದ ಮೇಲೆ ಎತ್ತಿ ಅದನ್ನು ಹೊರಕ್ಕೆ ತಳ್ಳುತ್ತದೆ ಪಕ್ಕಕ್ಕೆ, ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟ.

• ಕಕ್ಷೆಯ ವೇಗಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ: ಮಾರ್ಗವು ಭೂಮಿಯೊಳಗೆ ವಕ್ರವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
• ನಿಜವಾದ ಕಕ್ಷೆಯ ವೇಗ: ಒಂದು ವೃತ್ತ.
• ವೇಗ: ಒಂದು ಉದ್ದೀಪನ, ಹೊರಗೆ ಮತ್ತು ಹಿಂದಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ.
• escape speed ಗಿಂತ ವೇಗವಾಗಿ (ಕಡಿಮೆ ಕಕ್ಷೆಯಿಂದ ಸುಮಾರು 11 ಕಿ.ಮೀ/ಸೆ) ಮಾರ್ಗ ತೆರೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮರಳಿ ಬರುವುದಿಲ್ಲ.

ಮೊದಲು ಊಹಿಸಿ ನೋಡಿ: ಅಂತಾರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನಿಲ್ದಾಣದ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ ಭೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಇರುವಷ್ಟು ಬಲವಾದ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ ಇದೆಯೇ?

ಸುಮಾರು ಶೇ.90ರಷ್ಟು ಬಲಿಷ್ಠವಾಗಿದೆ. ಗಗನಯಾತ್ರಿಗಳು ಗಾಳಿಯ ಮೇಲೆ ತೇಲುವುದು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ ಇಲ್ಲದೆ ಇರುವುದರಿಂದ ಅಲ್ಲ, ಆದರೆ ಅವರು ಮತ್ತು ಅವರ ನಿಲ್ದಾಣ ಒಂದೇ ಕಡೆ ಬಿದ್ದಿರುವುದರಿಂದ.

ಬಿದ್ದಿರುವ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನೌಕೆಯೊಳಗೆ ಎಲ್ಲವೂ ಒಂದೇ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಬೀಳುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಯಾವುದೂ ಬೇರೆ ಏನನ್ನೂ ಒತ್ತುವುದಿಲ್ಲ. ಅದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಯಾನಿಗಳು ಉರುಳುತ್ತಾರೆ. ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ಸಂಸ್ಥೆಗಳು ಇದನ್ನು ಅಲ್ಪಗ್ರಾವಿಟಿ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತವೆ.

ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಿ

ಭೂಮಿಯ ಸಮೀಪದಲ್ಲಿ, ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ g = GM/r² ಎಂಬ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಸೆಳೆಯುತ್ತದೆ. ರೇಡಿಯಸ್ r ನ ಒಂದು ವೃತ್ತದಲ್ಲಿ ವೇಗ v ನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸಲು v²/r ನ ಕೇಂದ್ರದ ಕಡೆಗೆ ಸೆಳೆತ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಒಂದು ಕಕ್ಷೆ ಎಂದರೆ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಎಳೆಯುವಿಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಸ್ಥಳ:

v²/r = GM/r²  →  v = √(GM / r)

ಭೂಮಿಯ GM = 398,600 km³/s² ಮತ್ತು r = 6,371 + 200 = 6,571 km, v ≈ 7.79 km/s. ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿನ ನ್ಯೂಟನ್ ರ ಕಲ್ಪನಾ 600 ಕಿ.ಮೀ ಪರ್ವತದ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ, r = 6,978 ಕಿ.ಮೀ ಮತ್ತು v = 7.56 ಕಿ.ಮೀ/ಸೆ.

ಒಂದು ಸುತ್ತಿಗೆ ಬೇಕಾದ ಸಮಯವು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿದೆ: T =2πr / v, 200 ಕಿ.ಮೀ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 88 ನಿಮಿಷಗಳು. ಚಂದ್ರನ ಕಕ್ಷೆ 384,400 ಕಿ.ಮೀ ದೂರದಲ್ಲಿದ್ದು, ಅದನ್ನು ಸುತ್ತಲು 27.3 ದಿನಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

ಮುಖ್ಯ

ಅಕ್ಷಾಂಶ r₀ ದಲ್ಲಿ ವೇಗ v ನೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತು ಭೂಮಿಯ ಕೇಂದ್ರವು ಒಂದು ಫೋಕಸ್‍ನಲ್ಲಿ ಇರುವ ಹಾರುವ ಭಾಗದ ಮೂಲಕ ಸಮತಲವಾಗಿ ಪ್ರಕ್ಷೇಪಿಸು. ಪ್ರತಿ ಕಿಲೋಗ್ರಾಂಗೆ ಇಂಧನ,

ε = v²/2- μ/r₀,

ಆಕಾರವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ: 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 >0a hyperbola. ε =0ಅನ್ನು ನಿಗದಿಗೊಳಿಸುವುದರಿಂದ ಹೊರಬರಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ವೇಗ v_esc = √(2μ/r₀), ಅದೇ ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ ವೃತ್ತೀಯ ವೇಗದ ಸರಿಸುಮಾರು √2 ಪಟ್ಟು.

ಒಂದು ಅಡ್ಡಲಾಗಿ ಪ್ರಕ್ಷೇಪಿಸುವಿಕೆಯು ಯಾವಾಗಲೂ ಪ್ರಕ್ಷೇಪಣಾ ಬಿಂದುವನ್ನು ಅಕ್ಷದಲ್ಲಿ ಇಡುತ್ತದೆ: v ವೃತ್ತೀಯ ವೇಗಕ್ಕಿಂತ ಕೆಳಗೆ ಇದ್ದರೆ, ಕಕ್ಷೆಯ ಅತ್ಯುನ್ನತ ಬಿಂದು, ಮೇಲಿದ್ದರೆ ಕನಿಷ್ಠ. ಆದ್ದರಿಂದಲೇ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿನ ನಿಧಾನಗತಿಯ ಬೌಲ್ಸ್ ಪರ್ವತಾರೋಹಣದಿಂದ ದೂರ ಸರಿದು, ವೇಗದ ಬೌಲ್ಸ್ ಕೆಳಗೆ ಬಂದು ಮತ್ತೆ ಮೇಲಕ್ಕೆ ಬರುತ್ತವೆ.