ఎందుకు ఒక కక్ష్య ఒక పడుతుంది

మీరు ఎప్పుడూ స్పేస్ స్టేషన్ లో పయనిస్తున్న ప్రతి అంతరిక్ష యాత్రికుడు పడిపోతుంది. అలాగే స్టేషను ఉంది, మరియు అలా చందమామ. వాటిలో ఏదీ “గ్రౌంటీ కంటే ఎక్కువ” కాదు. వారు భూమి చుట్టూ పడుతున్నాయి, మళ్ళీ మరియు మళ్ళీ, మరియు ఎప్పుడూ అది హిట్.

ఒక కక్ష్య కేవలం ఎప్పుడూ ముగియని ఒక పతనం.

చూడండి

ఒక బంతిని పక్కకు తోసేయండి మరియు అది భూమికి కిందకు వక్రిస్తుంది. ఇది కష్టం మరియు దూరంగా భూములు తోసిపుచ్చండి. ఇప్పుడు, ఇది ఒక మీటర్ పడింది సమయం ద్వారా, అది కింద భూమి ఉంది, భావించండి అది అంత కష్టం వేయడం దూరంగా వృత్తాంతం ఒక మీటరు కూడా. ఇది ఇంకా పడుతుంది. ఇది కేవలం ఎప్పుడూ ఏదైనా దగ్గరగా పొందుటకు.

గురించి జరుగుతుంది అని భూమిపై 7.8 కిలోమీటర్లు/సెకను భూమి ఉపరితలం దగ్గర (28,000 కిలోమీటర్లు/గంట) భూమిపై ఏమీ వేగంగా కదిలించవచ్చు ఎందుకంటే గాలి అది ఆపడానికి ఉంటుంది, కాబట్టి మేము మొదటిగా గాలి పైకి వెళ్ళి. అదే ఒక క్షిపణి చేసేది: ఇది వాతావరణంపై ఒక అంతరిక్ష నౌకను ఎత్తుతుంది మరియు తరువాత దానిని వైపు, చాలా కష్టంగా తొక్కుతుంది.

• కక్ష్య వేగము కంటే నెమ్మదిగా: మార్గం భూమిలోకి వంపు తిరుగుతుంది.
• ఖచ్చితంగా కక్ష్య వేగం: ఒక వృత్తం.
• Faster: an ellipse, swinging out and back.
• escape speed కంటే వేగంగా (తక్కువ కక్ష్య నుండి 11 km/s): మార్గం తెరుచుకుంటుంది మరియు తిరిగి రాదు.

మొదట అంచనా వేయండి: అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్రం ఎత్తులో భూమికి పోలిస్తే గురుత్వాకర్షణ ఎంత బలంగా ఉంటుంది?

90% కంటే ఎక్కువ. అంతరిక్ష యాత్రికులు గురుత్వాకర్షణ లేకపోవడం వల్ల కాదు, కానీ వారు మరియు వారి స్టేషన్ కలిసి పడిపోతున్నారు ఎందుకంటే పయనిస్తున్నారు.

ఒక పడుతున్న అంతరిక్ష నౌక లోపల అన్ని అదే రేటులో కలిసి పడి, ఏమీ ఇతర ఏదైనాపై ఒత్తిడి. అదే కారణంగా అంతరిక్ష యాత్రికులు పయనిస్తారు. అంతరిక్ష సంస్థలు దీనిని microgravity అంటారు.

అర్థం

భూమికి దగ్గరగా, గురుత్వాకర్షణ g = GM/r² వేగంతో లాగుతూ ఉంటుంది. ఒక వృత్తం యొక్క పరిధి r లో వేగంగా v నడుస్తున్నప్పుడు, v²/r కేంద్రం వైపు తిప్పడం అవసరమవుతుంది. ఒక కక్ష్య గురుత్వాకర్షణ నిజంగా ఆ లాగుతుంది అందిస్తుంది ఉంది:

v²/r = GM/r²  →  v = √(GM / r)

భూమి యొక్క GM = 398,600 km³/s² మరియు r = 6,371 + 200 = 6,571 km, v ≈ 7.79 km/s. ఈ చిత్రంలో న్యూటన్ యొక్క ఊహించని 600 కిమీ పర్వతం ఎత్తు వద్ద, r = 6,978 కిమీ మరియు v = 7.56 కిమీ/సె.

ఒక వంతు సమయం ఈ క్రింది విధంగా ఉంటుంది: T = 2πr / v, 200 కిలోమీటర్ల వద్ద సుమారు 88 నిమిషాలు. అధిక కక్ష్యలు నెమ్మదిగా మరియు ఎక్కువ కాలం ఉంటాయి: చంద్రుడు, 384,400 కిలోమీటర్ల దూరంలో ఉన్నాడు, దీనికి 27.3 రోజులు పడుతుంది.

మాస్టర్

వేగం vతో అక్షాంశంగా r₀ పరిధిలో ప్రయోగించండి మరియు మార్గం ఒక ఫోకస్ వద్ద భూమి యొక్క కేంద్రంతో ఒక కోనిక్ సెక్షన్. కిలోగ్రాముకు శక్తి,

ε = v²/2 − μ/r₀,

ఆకారం నిర్ణయిస్తుంది: 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 =0అనుసరించి, ఎస్కేప్ వేగం v_esc = √(2μ/r₀), అదే ఎత్తులో వృత్తాకార వేగానికి సరిగ్గా √2 రెట్లు ఉంటుంది.

ఒక హరికేన్ ఎల్లప్పుడూ ఒక apsis వద్ద ప్రయోగం పాయింట్ను ఉంచుతుంది: v వక్ర వేగం కంటే తక్కువగా ఉంటే కక్ష్య యొక్క అత్యధిక బిందువు, అత్యల్పంగా ఉంటే పైకి. ఈ చిత్రంలో నెమ్మదిగా పరుగెత్తే బంతులు పర్వతం నుండి దూరంగా పడిపోతాయి, మరియు వేగంగా తిరిగి వచ్చేవి క్రింద నుండి తిరిగి వస్తాయి.