Движение ИСЗ
Известно, что запуск ИСЗ осуществляется с помощью ракеты-носителя (РН), которая стартует вертикально вверх для быстрейшего преодоления самых плотных слоев атмосферы. Постепенно разворачиваясь в вертикальной плоскости, РН движется под малым углом к горизонту, набирая все большую скорость. На первом, активном, участке траектории (участке выведения) РН и сообщает ИСЗ необходимую скорость в заданном направлении. При достижении РН заданной высоты, скорости и направления от нее автоматически отделяется ИСЗ и начинает свой орбитальный полет (второй, пассивный, участок траектории) С момента отделения ИСЗ от РН он движется по инерции, за счет энергии, приобретенной на участке выведения под главенствующим влиянием силы притяжения Земли, а также притяжения других тел, сопротивления атмосферы, светового давления и других сил.
Пояснение к рисунку :
Эллиптическая орбита ИСЗ (I н II — два его положения на орбите): 0 — центр Земли; П и А — перигей и апогей орбиты; R , r и Н — радиуо Земли (6378 км), расстояние ИСЗ от центра Земли (так называемый радиус-вектор ИСЗ) И высота орбиты (НА И НП —высота орбиты в точках апогея и перигея); а и Ь — большая и малая полуоси орбиты, rА и rП наибольшее и наименьшее расстояние ИСЗ от центра Земли (в точках апогея и перигея); ф—угол между направлениями из центра Земли на ИСЗ и на перигей орбиты (так называемая истинная аномалия)
Если принять Землю за шар с однородным распределением плотности, то движение ИСЗ будет проходить в центральном поле тяготения по закону невозмущенного (кеплеровского) движения. При этом плоскость орбиты ИСЗ проходит через центр Земли и сохраняет неизменное положение в пространстве относительно звезд при вращении и движении Земли. Орбитой спутника является эллипс, один из фокусов которого находится в центре Земли (рис. 1). Период обращения спутника Т тем больше, чем больше величина большой полуоси орбиты или, другими словами, чем больше высота полета спутника. При этом сила земного притяжения уравновешивается центробежной силой и ИСЗ движется по круговой орбите с постоянной скоростью (при движении без сопротивления), называемой первой космической скоростью (она равна 7,91 км/с при H=250 км), которую будем называть круговой. Иначе говоря, чем выше над поверхностью Земли движется ИСЗ, тем меньше его круговая скорость и больше период обращения.
Орбитальное движение ИСЗ: а — элементы кеплеровской орбиты; б) — экваториальная (i=0°) и полярная (t=90°) орбиты! т.в.р. — точка весеннего равноденствия
При движении ИСЗ по эллиптической орбите его расстояние от центра (поверхности) Земли и скорость полета v непрерывно меняются. При этом в перигее скорость ИСЗ больше, а в апогее меньше, чем круговая, скорость на соответствующих высотах. Скорость, большая круговой, но меньшая второй космической скорости (11,19 км/с), называется параболической скоростью Ивдр, и ИСЗ, имеющий такую скорость, движется по эллиптической орбите вокруг Земли. С увеличением высоты полета ИСЗ над поверхностью Земли параболическая скорость, как и круговая, уменьшается, и в перигее она больше, чем в апогее (VП > VA).
Метки: орбита, Земля, Спутники, метеор, скорость, ИСЗ, теория, экватор