Uydular nasıl yörüngeye yerleştirilir ve bu kadar uzun süre yörüngede kalır?
Uydu "çalışan" yörüngeye nasıl ulaştı? Hala parkur boyunca "koşabilir misin"?
Her gün binden fazla yapay uydu dünyanın yörüngesinde dolanıyor. Bu uydular, küresel dijital iletişim sistemleri, hava durumu tahminleri, radyo ve televizyon sinyal iletimi, askeri operasyonlar ve insan yaşam tarzı ve medeniyeti üzerinde derin etkisi olan diğer çeşitli kilit alanlar gibi birçok alanda önemli bir rol oynamaktadır.
GOES-8, hizmet dışı bırakılmış bir Amerikan hava durumu uydusu (Resim kaynağı: NOAA In Space Collection / Wikipedia)
Ancak bir Yankees beyzbol maçının canlı yayınını veya binlerce mil ötedeki arkadaşlarınızla bir videoyu izlediğinizde, bu işlemin nasıl yapıldığını hiç merak ettiniz mi? İnsan yapımı uydu, yıllarca hatta on yıllarca orada kalabilmesi için dünyanın yörüngesine nasıl fırlatılır?
Yapay uydular nasıl fırlatılır?
Her yapay uydunun çok açık bir amacı vardır. Bazı uydular belirli bir bölgede çeşitli coğrafi olayları gözlemlemek için kullanılır, bazıları casus uydu olarak kullanılır, ancak özel kuruluşlar tarafından küresel iletişim sinyallerini yayınlamak için fırlatılan birçok uydu vardır. Bu yapay uyduların türü ve amacı ne olursa olsun, her uydu belirli bir yörüngeye, yani dünyanın etrafındaki bir yörüngeye (küre) ulaşmalıdır.
Dünya etrafındaki yörünge türü (yüksekliğe göre)
Bu uyduların dünya yüzeyinden yüksekliğine göre, dört ana dünya yörüngesi, alçak dünya yörüngesi (LEO olarak anılır, Uluslararası Uzay İstasyonu bu yörüngede) ve orta dünya yörüngesi (GPS uydularının yörüngesi olan MEO olarak anılır) vardır. , Geostationary Orbit ve High Earth Orbit (kısaca HEO, NASAnın Yıldızlararası Sınır Sondası gibi yalnızca birkaç uydu içerir).
Yörünge yüksekliği, dünyanın etrafındaki farklı yörüngelerin yüksekliği (Resim kaynağı: Rrakanishu / Wikipedia)
Şimdiye kadar, çoğu işlevsel yapay uydu LEO'da çalışırken diğerleri sabit yörüngede veya MEO'da bulunuyor.
Yapay bir uydunun yörüngesine ulaşmak için yüksek bir yatay hıza ihtiyacı vardır.
Yapay bir uydu, tek başına yükselmek, kalın atmosferden geçmek ve uzaya ulaşmak için yeterli hızlanma gücüne sahip değildir. Bu hedefe ulaşmasına yardımcı olmak için, bir fırlatma aracına bağlanmıştır - fırlatma aracı, yapay uyduyu nihayet ayrılmadan ve Dünya'ya geri dönmeden önce hızla hızlandırabilir.
Uzaya roket fırlatma çizimi
İlginç bir fiziksel fenomen nedeniyle, Sir Isaac Newton ilk önce roketin düz bir çizgide yükselmek yerine eğri bir rota (yörünge) boyunca yörüngeye girmesi gerektiği hipotezini öne sürdü.
Newton Topu
İstediğiniz mermileri ateşleyebilecek bir topunuz olduğunu varsayalım. Ateşlenen mermiyi olabildiğince hızlı yapmak için, açıkça yüksek bir yere fırlatmanız gerekir (böylece mermi engelsiz yoluna girecektir). Şimdi, merminizin ateş gücü ne kadar güçlüyse, merminin yatay hızı o kadar hızlı, yere çarpmadan önce o kadar uzağa uçacaktır.
Topun yatay hızını belirli bir noktada artırmaya devam ederseniz (yatay hız 7.300 m / s'ye ulaştığında), gülle yere değmeyecek kadar hızlı uçacaktır! Bunun yerine, mermiler dünyamızı sabit bir yörüngede dönmeye devam edecek. Aşağıdaki animasyon, daha iyi hayal etmenize yardımcı olacaktır:
Şekil C, yatay hızı 7.300 m / s olan yörüngedir.
Yapay uydular fırlatılırken de aynı ilke uygulanır. Atmosferin en kalın bölgesinden olabildiğince çabuk geçebilmek için dikey olarak fırlatılır. Ancak önceden belirlenmiş bir yüksekliğe ulaştığında, roketin itici gücünün çoğu yatay hızı artırmak için kullanılacak, böylece dünya çevresinde sabit bir yörüngeye girebilecektir.
Bu nedenle, uydu düz değil, parabolik bir yörünge boyunca fırlatılır.
Bir roketin yolu, roketin yolunun kademeli olarak nasıl kavisli hale geldiğine dikkat edin (resim kaynağı: Pixabay)
Dünyanın yerçekimi alçak Dünya yörüngesindeki en büyük olduğundan, düşük Dünya yörüngesindeki uydular, orta Dünya yörüngesindekilere veya sabit yörüngede olanlardan daha güçlü yerçekimine maruz kalırlar. Bu nedenle, düşük Dünya yörüngesine sahip uydular, daha yüksek yörüngelerde olanlardan daha hızlı "uçarlar" (yani, daha yüksek yörünge hızlarına ve daha hızlı yörünge hızlarına sahiptirler).
ISS (Uluslararası Uzay İstasyonu), Uluslararası Uzay İstasyonu düşük Dünya yörüngesinde fırlatılır ve saniyede yaklaşık 8 kilometre gibi son derece hızlı bir hızla dünyanın çevresini dolaşır. Ne kadar hızlı olduğunu öğrenmek için bir düşünün: Bir futbol sahasının bir ucuna ateş ederseniz, Uluslararası Uzay İstasyonu, mermi 10 yarda (yaklaşık 914,4 cm) uçmadan bir futbol sahası boyunca uçacaktır! (Kaynak: Wikipedia)
Artık uyduların yörüngeye nasıl fırlatıldığını anladığımıza göre, uyduların bu kadar uzun süre bağımsız olarak yörüngede nasıl kaldıklarını anlamaya devam edelim.
Uydular birkaç yıldır nasıl yörüngede?
Burada Newton'un top düşüncesinin deneyi ile açıklanabilir. Bir uydunun yörüngesinde kalması için, dünyanın yörüngesinde şaşırtıcı bir hızla dönmesi gerekir, böylece doğrudan yeryüzüne düşmez. Bu kadar yüksek bir hıza, uydu tarafından kendi motorunun yardımıyla ulaşılır (roket uydu tarafından terk edildikten sonra).
Lütfen bu uyduların aslında yere doğru düşme eğiliminde olduğunu unutmayın. Sadece son derece yüksek yatay hızlarından dolayı, onlar yere doğru uçmaya devam ederken, dünya altlarında kavisli bir yüzey haline gelir (böylece uydu yere çarpamaz). Ancak, (hava direnci nedeniyle) Dünya'ya yakın bu uydular, daha yüksek yörüngelerde çalışanlardan daha hızlı irtifalarını kaybedecek (veya "yörünge zayıflaması" yaşayacaktır).
Uluslararası Uzay İstasyonu her gün yaklaşık 100 metrelik bir "yörünge bozulması" yaşamaktadır. Diğer bir deyişle, Uluslararası Uzay İstasyonu her 24 saatte bir 100 metre yüksekliğini kaybediyor. (Resim kaynağı: Wikimedia Commons)
Bunun gibi uydular (Uluslararası Uzay İstasyonu dahil) yörüngesini korumak ve Dünya'ya geri dönüp çarpmaktan kaçınmak için hızlanmaya devam etmelidir.
Kısacası uydu dünyadan uzaklaşır, yere o kadar hızlı düşer. Bunun olmamasını sağlamak için, yüksek bir hıza sahip olması gerekir, bu da uyduyu yeterli yakıt ve gerekli tüm makinelerle donatmak için çok para harcamak anlamına gelir. Bu yüzden insanlar "uydu işi" nin cebinizde bir delik açtığını söylüyorlar, orası dipsiz bir çukur!
Referans
1. Wikipedia Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. Ashish-U_Uranus
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
