En kunstig satellitt er et vidunder av teknologi og prosjektering. Bare vurder hva forskere trenger å forstå for å få dette til: først er det tyngdekraften, deretter en omfattende kunnskap om fysikk, og selvfølgelig banenes natur. Så egentlig er spørsmålet om hvordan Satellitter Stay in Orbit, et tverrfaglig spørsmål som involverer en stor teknisk og faglig kunnskap.
For det første for å forstå hvordan en satellitt kretser rundt jorden, er det viktig å forstå hva bane innebærer. Johann Kepler var den første som nøyaktig beskrev den matematiske formen til banene til planetene. Mens banene til planeter om solen og månen om jorden ble antatt å være perfekt sirkulære, snublet Kepler over begrepet elliptiske baner. For at en gjenstand skal holde seg i bane rundt jorden, må den ha hastighet nok til å gå tilbake på banen. Dette er like sant for en naturlig satellitt som for en kunstig satellitt. Fra Keplers oppdagelse kunne forskere også utlede at jo nærmere en satellitt er en gjenstand, jo sterkere er tiltrekningskraften, og derfor må den reise raskere for å opprettholde bane.
Dernest kommer en forståelse av selve tyngdekraften. Alle objekter har et gravitasjonsfelt, men det er bare i tilfelle spesielt store gjenstander (dvs. planeter) at denne kraften merkes. I jordens tilfelle beregnes gravitasjonstrekket til 9,8 m / s2. Det er imidlertid et spesifikt tilfelle på overflaten av planeten. Når du beregner objekter i bane rundt jorden, gjelder formelen v = (GM / R) 1/2, der v er hastigheten til satellitten, G er gravitasjonskonstanten, M er planeten og R er avstanden fra Jordens sentrum. Ved å stole på denne formelen er vi i stand til å se at hastigheten som kreves for bane er lik kvadratroten til avstanden fra gjenstanden til midten av jorden ganger akselerasjonen på grunn av tyngdekraften på den avstanden. Så hvis vi ønsket å sette en satellitt i en sirkulær bane 500 km over overflaten (det forskere vil kalle en Low Earth Orbit LEO), ville den trenge en hastighet på ((6,67 x 10-11 * 6,0 x 1024) / ( 6900000)) 1/2 eller 7615,77 m / s. Jo større høyde, jo mindre hastighet er nødvendig for å opprettholde bane.
Så virkelig, en satellitt evne til å opprettholde sin bane kommer ned til en balanse mellom to faktorer: dens hastighet (eller hastigheten som den ville reise i en rett linje), og gravitasjonstrekket mellom satellitten og planeten den går i bane. Jo høyere bane, jo mindre hastighet kreves. Jo nærmere bane, jo raskere må den bevege seg for å sikre at den ikke faller tilbake til Jorden.
Vi har skrevet mange artikler om satellitter for Space Magazine. Her er en artikkel om kunstige satellitter, og her er en artikkel om geosynkron bane.
Hvis du vil ha mer informasjon om satellitter, kan du sjekke ut disse artiklene:
Orbital Objekter
Liste over satellitter i geostasjonær bane
Vi har også spilt inn en episode av Astronomy Cast om romfergen. Hør her, avsnitt 127: Den amerikanske romfergen.
kilder:
http://en.wikipedia.org/wiki/Satellite
http://science.howstuffworks.com/satellite6.htm
http://www.bu.edu/satellite/classroom/lesson05-2.html
http://library.thinkquest.org/C007258/Keep_Orbit.htm#
