Punerea pe orbită
Poate că prima întrebare la care trebuie să ne gândim este cum ajung pe orbită în primul rând. Să încercăm un experiment de gândire care a fost sugerat pentru prima dată de Sir Isaac Newton însuși.
Imaginați-vă un munte de pe suprafața Pământului care este atât de mare încât vârful său să iasă deasupra atmosferei terestre (ar trebui să fie de aproximativ zece ori mai înalt decât Muntele Everest). Să presupunem că vă urcați în vârful acestui munte și aruncați o minge de cricket orizontal spre exterior. Mingea este atrasă de gravitație astfel încât cade pe sol de-a lungul unei traiectorii curbe.
Să presupunem că acum vă străduiți mult mai mult și mingea călătorește mult mai mult spre exterior înainte de a atinge solul.
Acum vă adunați toate forțele și reușiți să aruncați mingea atât de repede încât aceasta zboară spre exterior și, în timp ce cade, traiectoria ei urmează curbura Pământului. Mingea urmează această traiectorie de cădere chiar în jurul Pământului. De fapt, trebuie să te ferești când trece pe lângă ea după ce a parcurs o orbită! Ați reușit să aruncați mingea pe orbită în jurul Pământului, astfel încât aceasta este acum un satelit al Pământului.
Punerea pe orbită a sateliților
Punerea pe orbită a sateliților implică aceleași tipuri de acțiuni și idei. În primul rând, satelitul este plasat în vârful unei rachete uriașe care îl transportă departe de Pământ și îl ridică prin atmosferă. Odată ce se află la înălțimea necesară, se aplică împingeri laterale ale rachetei cu puterea potrivită pentru a trimite satelitul pe orbită cu viteza corectă.
Dacă satelitul este aruncat prea încet, acesta va cădea pe Pământ deoarece atracția centripetă a gravitației este prea mare. Dacă satelitul este aruncat prea repede, el va scăpa de pe orbita Pământului deoarece atracția gravitațională nu este suficientă pentru a asigura forța centripetă necesară. Cu o viteză de lansare corectă, satelitul își continuă orbita de cădere în jurul Pământului.
Este doar o chestiune de a seta viteza orizontală a satelitului astfel încât atracția gravitațională a Pământului (la înălțimea dată) să-l tragă în jurul său pe traiectoria sa orbitală.
Când vorbim despre sateliți cu elevii este destul de probabil ca cineva să pună întrebarea (foarte bună):
Caz: Domnișoară, ce ține satelitul în mișcare?
Răspunsul scurt la întrebare este:
Profesor: „Ce face satelitul? Nimic nu-l ține în mișcare, el însuși merge.
În timp ce satelitul este lansat din racheta purtătoare, un impuls al rachetei acționează pentru a-l arunca în direcția dorită, cu viteza prescrisă. Punctul crucial care trebuie înțeles aici este că satelitul accelerează doar atâta timp cât acționează împingerea rachetei. Odată ce motorul rachetei este oprit, satelitul continuă la viteza finală obținută, fără să accelereze sau să încetinească, iar atracția gravitațională a Pământului trage continuu satelitul în interiorul și de-a lungul traiectoriei sale orbitale. În acest sens, satelitul continuă să meargă el însuși.
Dacă satelitul s-ar deplasa prin spațiul gol, ar rămâne pe orbita sa pentru totdeauna, neexistând nicio forță care să acționeze pentru a-l accelera sau încetini. În realitate, sateliții de pe orbita joasă a Pământului nu se deplasează prin spațiul gol și, prin urmare, resimt o forță de rezistență sau o rezistență datorată atmosferei subțiri pe care o întâlnesc. În astfel de circumstanțe, sunt necesare împingeri ocazionale ale rachetelor pentru a menține mișcarea satelitului, altfel acesta va cădea pe Pământ.
.