Piotr Makovetsky. Uită-te la rădăcină! Colectarea problemelor și întrebărilor curioase
Satelitul este plasat într-o orbită polară circulară, adică astfel, în planul căruia există ambii poli geografici. Ce arată proiecția orbitei sale pe suprafața globului?
Mulți susțin că proiecția orbitei satelitului coincide cu meridianul de-a lungul căruia se mișcă. Dar apoi cea de-a doua bobină, ca o continuare a primului, trebuie să treacă de-a lungul aceluiași meridian.
Alții, considerând că planul orbital al satelitului trebuie să fie staționar în spațiu, iar Pământul se rotește în jurul axei sale care trece prin poli, se crede că satelitul traversează toate meridianele sub un anumit unghi. Dar atunci există paradoxuri: cum puteți lăsa polul la un unghi la meridiane, dacă toate direcțiile de la pol # 150; meridiane? Și cum va ajunge satelitul de la Polul Nord la Polul Sudic?
Există, de asemenea, o astfel de contradicție: este obligatoriu ca un satelit care trece prin Polul Nord să ajungă la Polul Sud? Absolut! Conform primei legi a lui Kepler, planul orbitei satelitului conține centrul Pământului. Dacă, în plus, acest plan conține unul dintre poli, acesta conține tot segmentul polului # 150; Centru, a cărui continuare este al doilea pol.
Pentru sarcină a devenit mai clar, imaginați-vă că Pământul este sferic puternic (cu r0 raza) și tapetată hârtie albă (sub formă de glob), și un satelit zboară la o înălțime egală cu zero, și pe verticală în jos de la ea este îndreptată creion, care se bazează pe hârtie de urme. Și chiar dacă, în acest caz, un creion frecare de hârtie nu afectează nici orientarea creion sau viteza satelitului.
Să începem odată cu zborul satelitului peste Polul Nord. Satelitul C se deplasează de-a lungul unui meridian M0 (Figura 21) cu o viteză vc ≈ 8 km / s, iar Pământul de sub el se rotește cu viteză unghiulară
# 937; Z = 2π / (24; 60; 60) = π / (43,200) rad / s.
După un timp t, satelitul C apare la o anumită latitudine # 952; avansând de la pol la colț # 947; = π / 2 # 150; # 952; Radiusul unui cerc mic de paralel # 952; este
În Fig. Aproximativ 21 linii groase arată curba trasată care satelit polar în suprafața unui glob de rotație în timpul primelor rotații și jumătate (în direcția orizontală este de aproximativ două ori scara curba exagerată). Satelitul începe mișcarea sa de la polul strict de-a lungul meridianului, dar apoi, din cauza rotației Pământului, și începe să se abată, la început abia vizibile (viteza liniară scăzută a trecerii de meridianul de satelit), apoi tot mai repede. Cea mai mare diferențe de curs prin satelit și meridianul (viteza liniară a suprafeței Pământului Ve) # 150; la ecuator:
unghi # 945; sub care traiectoria satelitului traversează ecuatorul, se poate găsi din dreptunghiul vitezei (vezi figura 21): tg # 945; = vc / v3. că pentru un satelit la zero altitudine dă
de unde # 945; ≈ 86 ° 45 '. După ecuator, v3 scade din nou, iar traiectoria satelitului din apropierea Polului Sud merge aproape exact de-a lungul meridianului M1. diferit de M0 inițial de unghiul de rotație al Pământului pentru timpul corespunzător semicurării satelitului:
Într-un cartier mic al polului, unde păcatul # 947; ≈ # 947; formula (5) dă
și anume partea inițială a traiectoriei este o parabolă tangentă spre meridian (cu condiția ca secțiunea corespunzătoare a suprafeței bilei să poată fi îndreptată în plan fără discontinuități).
În cazul zborului la o înălțime H> 0, este necesar să se ia în considerare comportamentul pe suprafața Pământului, nu al unui satelit, ci al unui punct sub-satelit (punctul pentru care satelitul este la zenit). Cu cât este mai mare H., cu atât este mai mică viteza orbitală a satelitului. Viteza unghiulară (față de centrul Pământului) a punctului sub-satelit
scade chiar mai rapid, deoarece în formula (10) numitorul nu numai că descrește, dar și numitorul crește.
Curios, comportamentul unui satelit circular cu o rază de orbită r = 42180 km. Pentru o zi (stea), face exact un singur rând. Dacă se deplasează de-a lungul orbitei ecuatoriale împreună cu Pământul (spre est), atunci observatorul terestru pare să stea agățat peste un punct al ecuatorului, deoarece # 937; c = # 937; Z. Dacă producția într-o orbită polară, începe mișcarea lui, de exemplu, de la pol la meridianul zero pentru un sfert de rotație, iar acesta ajunge la ecuator traversează 90 ° la vest la un unghi
La Polul Sud este potrivit la 180 meridian th (Fig 22b.) Și apoi se îndepărtează de pol din nou pentru meridianul zero (care este o continuare a 180-lea). Continuând să se abată de la ea continuă spre vest, satelitul traversează ecuatorul în același punct de la ecuator la ecuator, satelitul a făcut o jumătate de tură în planul polar și pământul în acest timp # 150; de asemenea, o jumătate de rând în ecuatorial și substituit pentru satelit același punct. Ca urmare, pe Pământ punctul sub-satelit al unei revoluții descrie "opt", traversând propria traiectorie la un unghi de 90 ° la ecuator. În Fig. 22a prezintă forma acestei traiectorii din lateral; linia solidă arată mișcarea punctului sub-satelit de pe marginea globului cel mai apropiat de noi, punctat # 150; pe partea din spate (linia punctată ar trebui să coincidă cu linia solidă, poate fi mai familiarizați cu comportamentul punctului sub-satelit la sateliți de diferite înălțime și înclinare a cărții: A. Sternfeld satelit artificial, 2nd ed. # 150; M. Gostekhizdat, 1958).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: