Универсальный закон гравитации Ньютона и законы Кеплера описывают движение спутников Земли, межпланетных космических кораблей и планет.
Первый искусственный спутник Земли "Спутник" был запущен 4 октября 1957 года тогдашним Советским Союзом. С тех пор вокруг Земли вращались тысячи спутников, и космические корабли также летали на Луну, Венеру, Марс, Юпитер, Сатурн и ряд астероидов и комет.
Когда искусственный спутник находится на орбите, его поведение не отличается от поведения естественного спутника, такого как луна. Если спутник достаточно высок, чтобы не было воздушного трения, он останется на орбите навсегда.
- Хотя обслуживание спутника не вызывает никаких проблем после выхода на орбиту, требуется много энергии, чтобы поднять космический корабль над землей и разогнаться до орбитальной скорости.
Ежегодно более 50 новых спутников выводятся на орбиту такими странами, как Россия, США, Китай, Япония, Индия и Израиль, а также Европейским космическим агентством (ЕКА), консорциум европейских стран.
Межпланетные космические аппараты
Сегодня эти спутники используются для метеорологического мониторинга, экологии, систем глобального позиционирования, связи и военных целей.
- Большинство спутников запускаются на низкой околоземной орбите, поскольку для этого требуется минимальная энергия запуска. На орбитальной скорости 8 километров в секунду они путешествуют вокруг планеты примерно за 90 минут.
Некоторые из очень низких орбит, близких к Земле, не являются бесконечно устойчивыми. Поскольку атмосфера Земли время от времени набухает, атмосфера этих спутников вызывает трение, что в конечном итоге приводит к потере энергии и деградация орбиты.
Исследование Солнечной системы проводилось в основном с использованием космических роботов, отправленных на другие планеты. Чтобы "покинуть" Землю, эти корабли должны достичь скорости, необходимой для того, чтобы навсегда покинуть Землю, которая составляет около 11 километров в секунду (около 25000 миль в час).
- После побега с Земли эти корабли приближаются к своим целям, претерпев лишь незначительные изменения траектории движения, обеспечиваемые маленькими пропеллерами. В межпланетном полете эти корабли следуют по орбитам вокруг Солнца, которые изменяются только тогда, когда они проходят вблизи одной из планет.
При приближении к цели зонд отклоняется гравитационной силой планеты на измененную орбиту, набирая или теряя энергию. Диспетчеры космического корабля могли использовать гравитацию планеты, чтобы перенаправить космический корабль, проходящий ко второй цели.
- Например, "Вояджер-2" использовал серию столкновений с использованием гравитации для получения последовательных полетов из Юпитера (1979 г.), Сатурна (1980 г.), Урана (1986 г.) и Нептуна (1989 г.). Космический корабль Galileo, запущенный в 1989 году, дважды проходил через Венеру и Землю, чтобы получить энергию, необходимую для достижения своей конечной цели - вывести Юпитер на орбиту.
Если мы хотим вывести планету на орбиту, нам нужно замедлить ее с помощью ракеты, когда космический корабль находится недалеко от пункта назначения, что позволит ей выйти на эллиптическую орбиту.
Чтобы вывести корабль с орбиты и приземлиться на поверхности, необходима дополнительная цепочка ракет.
Наконец, если планируется обратный полет на Землю, заряд должен содержать достаточно энергии, чтобы повторить весь процесс в обратном направлении.
Спасибо, что прочитали мою статью!