|
RSI RadioSky Imaging |
Защо геостацонарните спътници са на височина 36 000км.?
Питали ли сте се защо сателитите за спътникова телевизия или т.н. геостационари спътници са точно на 36 000 км. (или по точно 35 786 км. ) нито повече нито по малко. В тази статия ще се опитам да дам пояснения по въпроса. Първо малко пояснения. Геостационарна орбита е кръгова орбита точно над Земния екватор (0° географска ширина), на 35 786 km над земната повърхност, с орбитален период, равен на периода на завъртане на Земята. Така спътник на геостационарна орбита би изглеждал сякаш виси неподвижно над дадена точка от земната повърхност.
Идеята за геостационарна орбита първо е била разработена от Артър Кларк и публикувана през 1945г. Според него тази орбита би била много полезна за комуникационни сателити. Поради тази причина, геостационарната орбита често се нарича Орбита на Кларк.
Геосинхронна орбита е орбита с период на въртене, равен на сидеричния период на въртене на Земята около собствената ѝ ос и посока, еднаква с посоката на въртене на Земята. сидеричен период - времето между 2 последователни преминавания на наблюдавано от Земята сателит през една и съща спрямо звездите точка от небесната сфера.)
Неин частен случай е геостационарната орбита. За разлика от геостационарната орбита, геосинхронната може да бъде и с елиптична форма, и синклинация (наклон на орбитата) . Погледнато от Земята, тяло на геосинхронна орбита се движи, например при елиптична орбита с наклон описва осморки. Сателит на геосинхронна орбита има орбитален период, равен на ротационния период на Земята. Не стои на едно и същото място над Земята, връща се на същото място над Земята всеки ден по едно и също време.
Защо геостацонарните спътници са на височина 36 000км.? Орбиталната надморска височина от 36000 км не е само оптималното разстояние, според Нютоновата механика, но е и единственото възможно разстояние за геостационарна орбита. Обяснението е сравнително лесно и може да се намери по-долу: Геостационарна орбита е кръгова орбита около екватора, на която спътникът остава над една и същата точка на Земята. Това означава, че сателитът завършва пълна орбита на всеки 24 часа (по точно 23ч. 56м. 4с.).
За да се задържи сателита в кръгова орбита с радиус r се изисква центробежна сила за поддържане на орбитатата.: Центробежната сила = центроустремителното ускорение (а) по масата (m)
центроустремителното
ускорение
(
m
е масата на сателита,
Силата която привлича сателита към Земята е гравитацията, която според закона на Нютон за всеобщото привличане е:
G - Нютоновата константа на гравитацията или универсална гравитационна константа. Тя е експериментално определена и в система SI нейната стойност е:
(в различни източници в Интернет стойността на константата след 2 знак след десетичната запетая се различават) M - масата на Земята; m – масата на сателита r – разстоянието между Земята и сателита
За да има равновесие в системата (Земя – сателит) центробежна сила трябва да е равна на силата на привличане.
От полученото уравнение трябва да намерим r m – масата на сателита отпада от уравнението;
умножаваме двете страни на уравнението с
разделяме двете страни на уравнението на
Ъгловата скорост на сателита е равна на:
Където Т е периода на въртене около Земята, но тъй като сателита трябва да се върти със същия период като Земята следователно Т = 24 часа по точно 23часа. 56мин. 4сек. = 86164сек.
Масата на Земята е равна на
Заместваме във формулата за r
Това е разстоянието от център на Земята до сателита. За да изчислим разстоянието от повърхността на земята до сателита трябва от r да извадим радиуса на Земята – R. R = 6371km. Следователно разстоянието от център на Земята до сателита е: h = 42167 – 6371 = 35796 km. Е това е, нядявам се че съм Ви помогнал за отговора на въпроса.
Източници на информация:
http://www.clipartpanda.com/clipart_images/house-clip-art-87-house-clip-1489629 http://www.freepngimg.com/png/17922-satellite-png-hd
автор Д.ЖЕКОВ 2017 г.
|
|
|
е
ъгловата скорост на сателита , обикновено измерена в радиани за
секунда (радиани са единица за измерване на ъгъли, пълен кръг е
равен на 2
радиана)).
