วงโคจร Geocentric

จาก Wikipedia สารานุกรมเสรี
ข้ามไปที่การนำทาง ข้ามไปที่การค้นหา

วงโคจรเสแสร้งหรือวงโคจรของโลกที่เกี่ยวข้องกับวัตถุใด ๆที่โคจรรอบโลกเช่นดวงจันทร์หรือดาวเทียมเทียมในปี 1997 นาซาประมาณมีประมาณ 2,465 payloads ดาวเทียมที่โคจรรอบโลกและ 6216 ชิ้นส่วนของเศษพื้นที่เป็นติดตามโดยก็อดดาร์ดศูนย์การบินอวกาศ [1]กว่า 16,291 วัตถุเปิดตัวก่อนหน้านี้ได้สลายตัวลงไปในโลกของบรรยากาศ [1]

ยานอวกาศเข้าสู่วงโคจรเมื่อความเร่งศูนย์กลาง เนื่องจากแรงโน้มถ่วงน้อยกว่าหรือเท่ากับความเร่งแบบแรงเหวี่ยงเนื่องจากส่วนประกอบในแนวนอนของความเร็ว สำหรับวงโคจรระดับต่ำของโลกความเร็วนี้จะอยู่ที่ประมาณ 7,800 ม. / วินาที (28,100 กม. / ชม. 17,400 ไมล์ต่อชั่วโมง); [2]โดยคมชัดความเร็วเครื่องบินบรรจุเร็วที่สุดที่เคยประสบความสำเร็จ (ไม่รวมความเร็วทำได้โดย deorbiting ยานอวกาศ) เป็น 2,200 m / s (7,900 กิโลเมตร / เอช; 4,900 ไมล์ต่อชั่วโมง) ในปี 1967 โดยในอเมริกาเหนือ X-15 [3]พลังงานที่ต้องใช้ในการเข้าถึงความเร็ววงโคจรของโลกที่ระดับความสูง 600 กม. (370 ไมล์) คือประมาณ 36  MJ/ กก. ซึ่งเป็นหกเท่าของพลังงานที่จำเป็นในการปีนขึ้นไปที่ระดับความสูงที่สอดคล้องกัน[4]

ยานอวกาศที่มีperigeeต่ำกว่า 2,000 กม. (1,200 ไมล์) อาจถูกลากออกจากชั้นบรรยากาศของโลก[5]ซึ่งทำให้ระดับความสูงของวงโคจรลดลง อัตราการสลายตัวของวงโคจรขึ้นอยู่กับพื้นที่หน้าตัดและมวลของดาวเทียมตลอดจนการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นของอากาศในบรรยากาศชั้นบน ต่ำกว่าประมาณ 300 กม. (190 ไมล์) การสลายตัวจะรวดเร็วมากขึ้นโดยวัดอายุการใช้งานเป็นวัน เมื่อดาวเทียมลงไปถึง 180 กม. (110 ไมล์) มันมีเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงก่อนที่ดาวเทียมจะกลายเป็นไอในชั้นบรรยากาศ [6]หนีเร็วที่จำเป็นในการดึงฟรีของสนามแรงโน้มถ่วงของโลกทั้งหมดและย้ายเข้ามาในพื้นที่อวกาศเป็นเรื่องเกี่ยวกับ 11,200 m / s (40,300 กิโลเมตร / เอช; 25,100 ไมล์ต่อชั่วโมง) [7]

รายการคำศัพท์และแนวคิด[ แก้ไข]

ระดับความสูง
ตามที่ใช้ในที่นี้คือความสูงของวัตถุเหนือพื้นผิวโดยเฉลี่ยของมหาสมุทรโลก
อนาลมา
คำศัพท์ทางดาราศาสตร์ที่ใช้อธิบายพล็อตตำแหน่งของดวงอาทิตย์บนทรงกลมท้องฟ้าตลอดหนึ่งปี คล้ายกับรูปเลขแปดอย่างใกล้ชิด
Apogee
เป็นจุดที่ไกลที่สุดที่ดาวเทียมหรือวัตถุท้องฟ้าสามารถไปจากโลกได้ซึ่งความเร็วในการโคจรจะต่ำที่สุด
ความเยื้องศูนย์
การวัดว่าวงโคจรเบี่ยงเบนไปจากวงกลมที่สมบูรณ์แบบมากเพียงใด เล็ก ๆ น้อย ๆ ที่ถูกกำหนดอย่างเคร่งครัดสำหรับทุกวงกลมและวงโคจรเป็นรูปวงรีและรูปโค้งและการผ่อนชำระไบร์ท
ระนาบอิเควทอเรียล
ที่ใช้ที่นี่จินตนาการเครื่องบินยื่นออกมาจากเส้นศูนย์สูตรบนโลกไปสวรรค์
หนีความเร็ว
ตามที่ใช้ในที่นี้ความเร็วขั้นต่ำของวัตถุที่ไม่มีแรงขับจำเป็นต้องเคลื่อนที่ออกไปจากโลกอย่างไม่มีกำหนด วัตถุที่ความเร็วนี้จะเข้าสู่วิถีพาราโบลา ; เหนือความเร็วนี้มันจะเข้าสู่วิถีการผ่อนชำระ
แรงกระตุ้น
หนึ่งของแรงในช่วงเวลาระหว่างที่มันทำหน้าที่ วัดเป็น ( N · วินาทีหรือปอนด์ * วินาที)
ความโน้มเอียง
มุมระหว่างระนาบอ้างอิงและอีกเครื่องบินหรือแกน ในความหมายที่กล่าวถึงที่นี่ระนาบอ้างอิงเป็นของโลกระนาบเส้นศูนย์สูตร
ลักษณะการโคจร
พารามิเตอร์หกตัวขององค์ประกอบ Keplerian ที่จำเป็นในการระบุวงโคจรนั้นโดยไม่ซ้ำกัน
คาบการโคจร
ตามที่กำหนดไว้ในที่นี้เวลาที่ดาวเทียมต้องใช้ในการสร้างวงโคจรเต็มดวงรอบโลก
Perigee
เป็นจุดเข้าใกล้ที่ใกล้ที่สุดของดาวเทียมหรือวัตถุท้องฟ้าจากโลกซึ่งความเร็วในการโคจรจะสูงสุด
วันไซด์เรียล
เวลาที่วัตถุท้องฟ้าหมุน 360 ° สำหรับโลกนี้คือ 23 ชั่วโมง 56 นาที 4.091 วินาที
เวลาสุริยะ
ที่ใช้ที่นี่เวลาท้องถิ่นที่วัดจากนาฬิกาแดด
ความเร็ว
ความเร็วของวัตถุในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง เนื่องจากความเร็วถูกกำหนดให้เป็นเวกเตอร์จึงจำเป็นต้องมีทั้งความเร็วและทิศทางในการกำหนด

ประเภทวงโคจร Geocentric [ แก้ไข]

ต่อไปนี้เป็นรายการการจำแนกวงโคจรที่มีศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน

การจำแนกระดับความสูง[ แก้ไข]

พื้นที่วงโคจรของโลกต่ำ (สีฟ้า) และปานกลาง (สีเหลือง) เพื่อปรับขนาด เส้นประสีดำคือวงโคจรแบบ geosynchronous เส้นประสีเขียวคือวงโคจร 20,230 กม. ที่ใช้สำหรับดาวเทียมGPS
วงโคจรต่ำของโลก (LEO)
วงโคจรจากจุดศูนย์กลางของโลกตั้งแต่ในระดับความสูง 160 กิโลเมตร (100 มาตราไมล์) 2,000 กิโลเมตร (1,200 ไมล์) เหนือระดับน้ำทะเลปานกลาง ที่ 160 กม. การหมุนรอบหนึ่งครั้งใช้เวลาประมาณ 90 นาทีและความเร็วในการโคจรเป็นวงกลม 8,000 เมตรต่อวินาที (26,000 ฟุต / วินาที)
วงโคจรของโลกขนาดกลาง (MEO)
Geocentric โคจรด้วยระดับความสูงที่ระยะห่างระหว่าง 2,000 กิโลเมตร (1,200 ไมล์) และวงโคจร geosynchronousที่ 35,786 กิโลเมตร (22,236 ไมล์)
วงโคจร Geosynchronous (GEO)
วงโคจรวงกลม Geocentric ที่มีความสูง 35,786 กิโลเมตร (22,236 ไมล์) คาบของวงโคจรเท่ากับหนึ่งวันด้านข้างตรงกับระยะเวลาการหมุนของโลก ความเร็วประมาณ 3,000 เมตรต่อวินาที (9,800 ฟุต / วินาที)
วงโคจรของโลกสูง (HEO)
Geocentric โคจรด้วยระดับความสูงที่ apogee สูงกว่าวงโคจร geosynchronous กรณีพิเศษของวงโคจรของโลกระดับสูงคือวงโคจรรูปไข่สูงโดยที่ระดับความสูงที่ perigee น้อยกว่า 2,000 กิโลเมตร (1,200 ไมล์) [8]

การจำแนกประเภทความเอียง[ แก้ไข]

วงโคจรเอียง
วงโคจรที่มีความเอียงในการอ้างอิงกับระนาบเส้นศูนย์สูตรไม่ใช่ 0
วงโคจรเชิงขั้ว
ดาวเทียมที่ผ่านเหนือหรือเกือบเหนือขั้วทั้งสองของโลกในการปฏิวัติแต่ละครั้ง ดังนั้นจึงมีความโน้มเอียงของ (หรือใกล้มาก) 90 องศา
วงโคจรซิงโครนัสของดวงอาทิตย์ขั้วโลก
เกือบวงโคจรขั้วโลกที่ผ่านเส้นศูนย์สูตรในเวลาท้องถิ่นเดียวกันในทุกการส่งผ่าน มีประโยชน์สำหรับดาวเทียมถ่ายภาพเพราะเงาจะเหมือนกันทุกครั้ง

การจำแนกประเภทความเยื้องศูนย์[ แก้ไข]

วงโคจร
วงโคจรที่มีความเยื้องศูนย์เป็น0 และมีเส้นทางเดินตามวงกลม
วงโคจรรูปไข่
วงโคจรที่มีความผิดปกติมากกว่า 0 และน้อยกว่า 1 ที่มีวงโคจรร่องรอยเส้นทางของนั้นวงรี
Hohmann โอนวงโคจร
การซ้อมรบในวงโคจรที่เคลื่อนยานอวกาศจากวงโคจรวงกลมหนึ่งไปยังอีกวงหนึ่งโดยใช้แรงกระตุ้นของเครื่องยนต์สองตัว การซ้อมรบนี้ได้รับการตั้งชื่อตามชื่อวอลเตอร์ Hohmann
วงโคจรการถ่ายโอน Geosynchronous (GTO)
geocentric- วงโคจรเป็นรูปไข่ที่perigeeอยู่ที่ระดับความสูงที่โลกโคจรต่ำ (LEO) และสุดยอดที่ระดับความสูงที่geosynchronous โคจร
วงโคจรรูปไข่สูง (HEO)
วงโคจร Geocentric ที่มี apogee สูงกว่า 35,786 กม. และ perigee ต่ำ (ประมาณ 1,000 กม.) ซึ่งส่งผลให้มีเวลาในการอยู่อาศัยที่ยาวนานใกล้ apogee
โมลนิยาโคจร
โคจรเป็นวงรีสูงที่มีความโน้มเอียงของ 63.4 °และระยะเวลาการโคจรของ½ของวันดาวฤกษ์ (ประมาณ 12 ชั่วโมง) ดาวเทียมดังกล่าวใช้เวลาส่วนใหญ่ในพื้นที่ที่กำหนดของโลก
วงโคจรของทุนดรา
โคจรเป็นวงรีสูงที่มีความโน้มเอียงของ 63.4 °และระยะเวลาการโคจรของหนึ่งวันดาวฤกษ์ (ประมาณ 24 ชั่วโมง) ดาวเทียมดังกล่าวใช้เวลาส่วนใหญ่ในพื้นที่ที่กำหนดของโลก
วิถีไฮเปอร์โบลิก
"วงโคจร" ที่มีความเยื้องศูนย์มากกว่า 1 ความเร็วของวัตถุถึงค่าบางอย่างเกินกว่าความเร็วหลบหนีดังนั้นมันจะหนีแรงดึงดูดของโลกและเดินทางต่อไปอย่างไม่มีที่สิ้นสุดด้วยความเร็ว (เทียบกับโลก) โดยชะลอตัวลงจนถึงขีด จำกัด ค่าที่เรียกว่าความเร็วเกินกว่าการผ่อนชำระ
หนีวิถี
ต้องใช้วิถีนี้ในการส่งยานสำรวจระหว่างดาวเคราะห์ออกไปจากโลกเนื่องจากความเร็วที่มากเกินไปคือสิ่งที่เปลี่ยนวงโคจรเฮลิโอเซนตริกจากโลก
จับวิถี
นี่คือภาพสะท้อนของวิถีหลบหนี วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเพียงพอโดยไม่ได้มุ่งตรงมายังโลกจะเคลื่อนที่เข้าหามันและเร่งความเร็ว ในกรณีที่ไม่มีแรงกระตุ้นของเครื่องยนต์ที่ชะลอตัวเพื่อทำให้มันเข้าสู่วงโคจรมันจะเป็นไปตามวิถีการหลบหนีหลังจากการปริแตก
วิถีพาราโบลา
"วงโคจร" ที่มีความเยื้องศูนย์เท่ากับ 1 ความเร็วของวัตถุเท่ากับความเร็วหลบหนีดังนั้นมันจะหนีแรงดึงดูดของโลกและเดินทางต่อไปด้วยความเร็ว (เทียบกับโลก) โดยชะลอตัวเป็น 0 ยานอวกาศที่ปล่อยออกจากโลก ด้วยความเร็วนี้จะไปเที่ยวอยู่ห่างออกไปจากมัน แต่ทำตามมันรอบดวงอาทิตย์ในเดียวกันวงโคจรของดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง เป็นไปได้ แต่ไม่น่าจะเป็นไปได้ว่าวัตถุที่เข้าใกล้โลกจะสามารถเคลื่อนที่ตามวิถีการจับพาราโบลาได้ แต่ความเร็วและทิศทางจะต้องแม่นยำ

การจำแนกทิศทาง[ แก้ไข]

วงโคจร Prograde
วงโคจรที่การฉายภาพของวัตถุไปยังระนาบเส้นศูนย์สูตรหมุนรอบโลกในทิศทางเดียวกับการหมุนของโลก
วงโคจรถอยหลังเข้าคลอง
วงโคจรที่การฉายภาพของวัตถุไปยังระนาบเส้นศูนย์สูตรหมุนรอบโลกในทิศทางตรงกันข้ามกับการหมุนของโลก

การจำแนกประเภท Geosynchronous [ แก้ไข]

วงโคจรกึ่งซิงโครนัส (SSO)
วงโคจรที่มีความสูงประมาณ 20,200 กม. (12,600 ไมล์) และมีระยะเวลาโคจรประมาณ 12 ชั่วโมง
วงโคจร Geosynchronous (GEO)
โคจรด้วยระดับความสูงประมาณ 35,786 กม. (22,236 ไมล์) ดาวเทียมดังกล่าวจะติดตามanalemma (รูปที่ 8) บนท้องฟ้า
วงโคจร Geostationary (GSO)
geosynchronous โคจรที่มีความโน้มเอียงของศูนย์ สำหรับผู้สังเกตการณ์บนพื้นดาวเทียมดวงนี้จะปรากฏเป็นจุดคงที่บนท้องฟ้า
วงโคจรของคล๊าร์ค
อีกชื่อหนึ่งของวงโคจร geostationary ตั้งชื่อตามนักเขียนอาร์เธอร์ซีคลาร์ก
จุดกระจายวงโคจรของโลก
จุดแกว่งสำหรับวัตถุที่โคจรรอบโลกอยู่ที่ 105 องศาทิศตะวันตกและทิศตะวันออก 75 องศา มีดาวเทียมมากกว่า 160 ดวงมารวมตัวกันที่สองจุดนี้ [9]
วงโคจร Supersynchronous
วงโคจรการกำจัด / การจัดเก็บเหนือ GSO / GEO ดาวเทียมจะลอยไปทางทิศตะวันตก
วงโคจรย่อยซิงโครนัส
วงโคจรที่ลอยอยู่ใกล้ แต่ต่ำกว่า GSO / GEO ดาวเทียมจะลอยไปทางทิศตะวันออก
วงโคจรสุสานวงโคจรกำจัดวงโคจรขยะ
วงโคจรที่อยู่เหนือจีโอซิงโครนัสไม่กี่ร้อยกิโลเมตรซึ่งดาวเทียมจะถูกเคลื่อนเข้าสู่เมื่อสิ้นสุดการทำงาน

การจำแนกประเภทพิเศษ[ แก้ไข]

วงโคจรของดวงอาทิตย์
วงโคจรที่รวมระดับความสูงและความเอียงในลักษณะที่ดาวเทียมเคลื่อนผ่านจุดใด ๆ ของพื้นผิวดาวเคราะห์ในเวลาสุริยจักรวาลเดียวกัน ดังกล่าวสามารถวางวงโคจรดาวเทียมในแสงแดดอย่างต่อเนื่องและเป็นประโยชน์สำหรับการถ่ายภาพสอดแนมและอากาศดาวเทียม
วงโคจรของดวงจันทร์
ลักษณะการโคจรของดวงจันทร์ของโลก ระดับความสูงเฉลี่ยของ 384,403 กิโลเมตร (238,857 ไมล์) รูปไข่ - เอียงวงโคจร

การจำแนกประเภทที่ไม่ใช่ศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์[ แก้ไข]

วงโคจรของเกือกม้า
วงโคจรที่ดูเหมือนผู้สังเกตการณ์ภาคพื้นดินจะโคจรรอบดาวเคราะห์ แต่แท้จริงแล้วอยู่ในวงโคจรร่วมกับมัน ดูดาวเคราะห์น้อย3753 (Cruithne) และเอเอ 2002 29
การบินย่อยโคจร
การเปิดตัวที่ยานอวกาศเข้าใกล้ความสูงของวงโคจร แต่ไม่มีความเร็วในการรักษา

ความเร็วสัมผัสที่ระดับความสูง[ แก้ไข]

วงโคจร ระยะกึ่งกลางถึงกึ่งกลาง
ระดับความสูงเหนือ
พื้นผิวโลก
ความเร็ว คาบการโคจร พลังงานวงโคจรเฉพาะ
การหมุนรอบตัวเองของโลกที่พื้นผิว (สำหรับการเปรียบเทียบ - ไม่ใช่วงโคจร) 6,378  กม 0  กม 465.1  m / s (1,674  กม. / ชม. หรือ 1,040  ไมล์ต่อชั่วโมง) 23  ชม. 56  นาที 4.09  วินาที −62.6  MJ / กก
โคจรที่พื้นผิวโลก (เส้นศูนย์สูตร) ​​ตามทฤษฎี 6,378  กม 0  กม 7.9  กม. / วินาที (28,440  กม. / ชม. หรือ 17,672  ไมล์ต่อชั่วโมง) 1  ชม. 24  นาที 18  วินาที −31.2  MJ / กก
วงโคจรของโลกต่ำ 6,600–8,400  กม 200–2,000  กม
  • วงโคจร: 6.9–7.8  กม. / วินาที (24,840–28,080  กม. / ชม. หรือ 14,430–17,450  ไมล์ต่อชั่วโมง) ตามลำดับ
  • วงโคจรของวงรี: 6.5–8.2  กม. / วินาทีตามลำดับ
1  ชม. 29  นาที - 2  ชม. 8  นาที −29.8  MJ / กก
โมลนิยาโคจร 6,900–46,300  กม 500–39,900  กม 1.5–10.0  กม. / วินาที (5,400–36,000  กม. / ชม. หรือ 3,335–22,370  ไมล์ต่อชั่วโมง) ตามลำดับ 11  ชม. 58  นาที −4.7  MJ / กก
Geostationary 42,000  กม 35,786  กม 3.1  กม. / วินาที (11,600  กม. / ชม. หรือ 6,935  ไมล์ต่อชั่วโมง) 23  ชม. 56  นาที 4.09  วินาที −4.6  MJ / กก
วงโคจรของดวงจันทร์ 363,000–406,000  กม 357,000–399,000  กม 0.97–1.08  กม. / วินาที (3,492–3,888  กม. / ชม. หรือ 2,170–2,416  ไมล์ต่อชั่วโมง) ตามลำดับ 27.27  วัน −0.5  MJ / กก

ดูเพิ่มเติม[ แก้ไข]

อ้างอิง[ แก้ไข]

  1. ^ "ดาวเทียมรายงานสถานการณ์ 1997" ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่า 2000-02-01 สืบค้นจากต้นฉบับเมื่อ 2006-08-23 . สืบค้นเมื่อ2006-09-10 .
  2. ^ ฮิลล์, เจมส์ VH (เมษายน 1999) "การเดินทางไปยังโลกโคจรต่ำ" , อวกาศในอนาคตถาวรจากเดิมเมื่อวันที่ 2012-03-19 เรียก 2012-03-18
  3. ^ เหรียญทองลินดา (1 พฤศจิกายน 2007), X-15 ภาพรวมนิตยสารอากาศและอวกาศเรียก 2009/06/19
  4. ^ ดิโมทาคิส, ป.; และคณะ (ตุลาคม 1999) 100 ปอนด์ไปยังโลกโคจรต่ำ (LEO): ขนาดเล็ก Payload เปิดตัวเลือก . ที่ใส่คอร์ปอเรชั่น, PP 1-39, เก็บไว้จากเดิมใน 2017/08/29 เรียก 2012-01-21
  5. ^ Ghosh, SN (2000), วิทยาศาสตร์บรรยากาศและสิ่งแวดล้อม , สำนักพิมพ์พันธมิตร, หน้า 47–48, ISBN 978-8177640434
  6. ^ เคนเนเวลล์จอห์น; McDonald, Andrew (2011), Satellite Lifetimes and Solar Activity , Commonwealth of Australia Bureau of Weather, Space Weather Branch, archived from the original on 2011-12-28 , retrieved 2011-12-31 .
  7. ^ วิลเลียมส์, เดวิดอาร์ (17 พฤศจิกายน 2010) "โลกเทพธารินทร์" , จันทรคติและดาวเคราะห์วิทยาศาสตร์นาซ่าที่เก็บไว้จากเดิมในวันที่ 30 ตุลาคม 2010 เรียก 2012-05-10
  8. ^ คำจำกัดความของวงโคจร geocentric จากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดที่ เก็บถาวรเมื่อวันที่ 27 พฤษภาคม 2010 ที่ Wayback Machine
  9. ^ ดาวเทียมที่ไม่อยู่ในการควบคุมคุกคามยานอวกาศใกล้เคียงอื่น ๆโดย Peter B. de Selding, SPACE.com, 5/3/10 เก็บถาวรเมื่อวันที่ 5 พฤษภาคม 2010 ที่ Wayback Machine

ลิงก์ภายนอก[ แก้ไข]